科技创新论文
题 目:乙草胺对青蛙卵孵化率的影响
目 录
摘要 .......................................................................... 3
1.前言 ........................................................................ 3
2.实验材料与方法 .............................................................. 4
2.1 材料 ....................................................................... 4
2.1.1实验材料 ............................................................... 4
2.1.2 实验试剂 .............................................. 错误!未定义书签。
2.1.3 实验仪器 ............................................................... 4
2.2 实验方法 ................................................................... 4
2.2.1 材料处理 ............................................................... 4
3.实验结果 .................................................................... 5
3.1 用乙草胺处理受精卵时期胚胎的发育情况 ....................................... 5
3.2 用乙草胺处理8 -细胞时期胚胎的发育情况 ...................................... 6
3.3 用乙草胺处理囊胚期胚胎的发育情况 .......................................... 6
3.4 用乙草胺处理原肠胚期胚胎的发育情况 ......................................... 7
4.结论与分析 .................................................................. 7
4.1 青蛙早期胚胎对乙草胺敏感时期分析 ........................................... 7
4.2 乙草胺对青蛙卵致畸致死效应分析 ............................................. 8
5.参考文献 .................................................................... 9
2
乙草胺对青蛙卵孵化率的影响研究
摘要 超量农药对土壤、水体的污染随降雨排水而广泛分布,严重影响了许多生物的生存,
如赖以水生殖的青蛙。本课题通过用浓度为1.0、0.5、0.2、0.1 和 0.05mg/ ml乙草胺溶
液分别对青蛙受精卵、8-细胞期、囊胚、原肠胚四个阶段作用。结果发现:随着药物浓度的
增加,孵化率明显降低;不同发育时期的青蛙卵对乙草胺的敏感程度和耐受程度都有所不同,
其中,原肠胚期的胚胎对乙草胺最为敏感,在1.0mg/ml浓度下全部死亡,在0.05mg/ml的
处理下,孵化率仅有68.5%。实验表明乙草胺对青蛙卵的孵化有明显的致畸致死效应。
关键词:乙草胺;青蛙卵;孵化率;发育
Effects of acetochlor on hatching rate of eggs of the frog studies
Author: Li Manyi, He Jiaojiao, Du Zhengran, Chen Jianghuai
Abstract:Excess pesticide pollution of the soil, water drainage and extensive distribution of rainfall, severely
affecting the survival of many organisms, on which the water such as reproduction of frogs. This subject through
the concentration of 1.0, 0.5, 0.2, 0.1 and 0.05mg/ml solution of acetochlor on fertilized eggs, respectively 8-cell
stage of four phases, the blast cyst, the intestinal germ. Results found: as the concentration increases, significantly
reduced hatching rate; frog eggs at different developmental stages of acetochlor on sensitivity and tolerance levels
vary, in which the original intestinal germ embryo most responsive to acetochlor, all died in the 1.0mg/ml
concentration, under 0.05mg/ml, and hatching rate of only 68.5%. Experiments have shown that acetochlor on
Frog eggs hatch has significant teratogenic effects of death.
Key words: acetochlor; frog eggs; hatching rate; development
1.前言
为提高农作物产量,使农田杂草及害虫的消灭达到立竿见影的效果,大家想到的最直接
最有效的就是使用化学农药了,然而各种化学试剂的使用和有害物质的排放, 使得环境污染
越来越严重, 已经对许多生物如蛙类等对人类有益的动物造成了极大的危害[1,2]。本文以不
同浓度乙草胺处理青蛙早期胚胎, 就乙草胺对青蛙早期胚胎发育的影响以及青蛙早期胚胎
对乙草胺的耐受程度、敏感时期等问题进行了研究。
青蛙属于两栖纲无尾目蛙科,民间把蛙科的蛙类统称青蛙,我国常见的种类有黑斑蛙、
3
金线蛙和中国林蛙,在我国分布甚为广泛 。根据张孟阴的记载,西至西康,东至舟山 、台礴、
北至蒙古,南至海南都有其踪迹。它在农田生态系统中处于重要的地位,是农业害虫生物防
治的重要成员之一,“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”就是人们对青蛙在农业生产上贡献
的肯定。乙草胺,是一种除草剂类农药, 对许多田间杂草有致死作用, 是由美国 Monsanto
公司开发,在我国由化工部沈阳化工研究院于1982年研制成功, 是目前我国使用最多的 3
种除草剂之一。但是乙草胺等除草剂在使用过程中的残留同样给人类及动物带来了危害。因
此,乙草胺被美国环境保护局定为 B-2 类致癌物,欧洲许多国家将乙草胺逐渐排除在农药
使用之外。
目前,许多实验已经证实了乙草胺对一些动物的毒害。Xiao等报道中指出,在实验条
件下, 当乙草胺的浓度 > 20mg /kg时, 蚯蚓的生长率以及蚕茧的孵化率将大大降低;杨
晓梅等表明乙草胺对早期胚胎发育具有明显的致畸致死效应,并随着乙草胺浓度的增加致畸
致死效应增强。但总的来说关于乙草胺的残留毒性对两栖动物和人类的造成的负面影响的
报道还不够全面,研究乙草胺对青蛙卵的孵化影响是十分必要的。合理使用和科学管理乙草
胺等农药试剂,关注生物防治,保护身边动物。 [6][5][4][3]
2.实验材料与方法
2.1 材料
2.1.1 实验材料
青蛙卵采集于衡阳县的一池塘中,PH值为6.6-6.8。用来试验的卵是同种青蛙产后当天
的卵。实验用水为静置2d后的自来水, 温度保持在 15~ 20℃。乙草胺LD50,为2 000 mg/
kg。
2.1.2实验仪器
5支大试管、锥形瓶7个、放大镜两个、移液管一支、量筒一个、大小烧杯各两个、温
度计一支、ph试纸。7个90mL的培养皿、2个1000ml的烧杯,一个 50ml量筒。
2.2 实验方法与流程
2.2.1 方法
单一变量控制法
4
2.22 材料处理
用静置2天后的自来水清洗采集回来的青蛙卵4~ 5 次,去除原本参杂的杂物,并用静
置2天后的自来水做为溶剂,将乙草胺配成1.0、0.5、0.2、0.1 和 0.05mg/ ml 共5 种浓度
对受精卵、8 -细胞、囊胚期和原肠胚期4 个不同时期的胚胎分别进行作用(药物处理只
针对单个时期,另外各时期用静置后的自来水正常培养。)设置一自然对照组进行对照。实
验中各胚胎培养于90 ml 培养皿中, 每个培养皿中放置120~ 150 枚胚胎,置于15~20℃室
温下培养,每天换水 2 次。定期用放大镜观察各组的胚胎发育情况,并及时记录相应数据。
每个浓度处理重复2次。
3.实验结果
3.1 用乙草胺处理受精卵时期胚胎的发育情况
表1 列出了经乙草胺处理的青蛙受精卵的发育情况。
实验表明:受精卵经 0.05~ 1.0 mg/ ml 浓度的乙草胺处理后发育直至原肠胚期未见有明显异
常发生, 各浓度组发生原肠外突的比例与对照组相比没有显著差异。但随着发育的进行,
经1.0 mg/ ml和0.5 mg/ ml 乙草胺处理的受精卵发育成的蝌蚪却分别出现了4.0%和 2.86%
的畸形, 与对照组相比具有显著性差异。研究发现, 除了造成一定比例的畸胎外, 乙草
胺还能延缓胚胎的发育速度, 当对照组发育至囊胚期时,实验组胚胎仍处于16或32细胞
期。
表 1 经乙草胺处理的受精卵的发育结果 [6]浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %)
对照组 252 0 2(0.79) 250(99.21)
1.0 250 6(2.40) 10(4.0) 234(93.60) 0.5 280 4(1.42) 8(2.86) 268(95.72)
0.2 244 2(0.82) 4(1.64) 238(97.54)
5
0.1 264 2(0.76) 4(1.56) 258(97.78)
0.05 300 2(0.67) 4(1.33) 294(98.0)
3.2 用乙草胺处理8 -细胞时期胚胎的发育情况
表2 列出了经乙草胺处理的青蛙8 -细胞
胚胎的发育结果。从表2的数据中可以看出8 -细胞胚胎对乙草胺的敏感程度明显高于受精
卵, 出现了较高比例的原肠外突。其中 1.0 mg/ ml 和 0.5mg/ ml浓度组产生的原肠外突比
例与对照组相比具有极显著差异并明显高于经乙草胺处理的受精卵所产生的原肠外突比例。
各浓度乙草胺处理的8 -细胞胚胎所产生的畸胎比例也明显高于对照组。同样在经乙草胺处
理的 8 -细胞胚胎的发育中发现了发育延迟的现象。
表 2 经乙草胺处理的 8 -细胞胚胎的发育结果
浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %) 对照组 256 2(0.78) 4(1.56) 250(97.66) 1.0 264 84(31.8) 24(9.09) 146(59.11) 0.5 250 66(26.40) 12(5.60) 172(68.0) 0.2 260 32(12.31) 8(4.80) 220(82.89) 0.1 258 12(4.65) 8(3.10) 238(92.25) 0.05 284 4(1.41) 6(2.11) 274(96.48)
3.3 用乙草胺处理囊胚期胚胎的发育情况
表3 列出了经乙草胺处理的囊胚期胚胎的发育结果。
实验表明: 乙草胺浓度为1 mg/ ml 实验组的胚胎全部导致原肠外突, 比例明显高于同浓
度乙草胺处理的受精卵和8 -细胞胚胎。0.5 mg / ml浓度乙草胺处理的囊胚期胚胎也产生了
较高比例( 22.66%) 的原肠外突,与对照组相比具有显著性差异。除1.0 mg/ ml 浓度组全部
因原肠外突而停止发育外,0.5 mg/ ml和0.1 mg/ ml 浓度组分别产生了4.69%和2.82%的畸
胎, 也高于对照组。
浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %) 6
对照组 247 1(0.41) 2(0.81) 243(98.38) 1.0 268 268(100) 0 0
0.5 256 58(22.66) 12(4.69) 186(72.65) 0.2 264 34(12.88) 10(3.79) 220(83.33) 0.1 284 12(4.23) 8(2.82) 264(92.95) 0.05 248 4(1.61) 4(1.61) 240(96.78)
3.4 用乙草胺处理原肠胚期胚胎的发育情况
经乙草胺处理的原肠胚期胚胎的发育结果见表4。从表4 中可以看出, 原肠胚对乙草
胺的敏感程度大大高于其它三个时期。其中除 1.0 mg/ ml 浓度组与囊胚期实验组一样百分之百停止发育外,0.5、0.1 和0.05 mg/ ml 浓度组的原肠胚也分别有87.60%、75.61% 和 28.67%的胚胎停止发育, 受乙草胺影响的程度远远高于其它三个时期同等浓度组的胚胎。从表中还可明显看出, 原肠胚经各种浓度乙草胺处理后 ( 除 1.0 mg/ ml 浓度组胚胎全部停止发育外) 产生了 2.80% ~ 5.43% 的畸胎,畸胎比例与对照组 ( 2.02% ) 相比具有一定差异,也明显高于经同浓度乙草胺处理的其它几个时期胚胎所发生的畸胎比例。
表 4 经乙草胺处理的原肠胚期胚胎的发育结果
浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %) 对照组 248 2(0.81) 5(2.02) 241(97.17) 1.0 282 282(100) 0 0
0.5 258 226(87.60) 14(5.43) 18(6.97) 0.2 272 224(82.35) 12(4.41) 36(13.24) 0.1 246 186(75.61) 22(8.94) 38(15.45) 0.05 286 82(28.67) 8(2.80) 196(68.53)
4. 结论与分析
4.1 青蛙早期胚胎对乙草胺敏感时期分析[8,9]
从以上经乙草胺处理的各个时期胚胎发育的结果中可以看出,乙草胺对青蛙早期胚胎的
发育存在着明显的致畸致死影响,影响程度与乙草胺的浓度成正比并随着胚胎发育时期的变 7
化而不同。在所选取的四个发育时期中,受精卵对乙草胺的敏感性最低,随着胚胎的发育,对乙草胺的敏感程度也在增加。从表1到表4中可以看出,同等浓度下,乙草胺对 8 -细胞胚胎的致畸致死率高于受精卵,囊胚期胚胎的致畸致死率又高于 8 -细胞时期,而原肠胚期在这几个时期中对乙草胺是最为敏感的。
由李少南等研究可知,致畸致死率低的原因可能在于 (1) 受精卵外有胶膜保护,乙草胺等化学因子若作用于受精卵需有一个缓慢的渗透过程; (2) 卵裂期指导蛋白质合成的mRNA 来源于卵母细胞贮存的信息,属于卵源性的mRNA,而胚胎基因组尚未表达[10,11,12]。而8 -细胞时期,同受精卵一样都属于卵裂期。所以 8 -细胞胚胎对乙草胺还不是最敏感的时期。
在两栖类,囊胚期胚胎基因组开始表达,DNA 活动旺盛,而且实验结果显示,对乙草胺最为敏感的时期为原肠胚期,各个浓度组的致畸致死率均显著高于其它几个时期。本文认为可能的原因是,在原肠形成之后胚胎的发育需要大量的特异蛋白质,细胞内DNA 复制、转录以及蛋白质的合成都很活跃。所以,原肠胚期对乙草胺的影响十分敏感,致畸致死率也就很高。
4.2 乙草胺对青蛙卵致畸致死效应分析
原肠作用是动物胚胎发生中一个十分重要的时期,主要是指囊胚晚期各种细胞通过复杂的形态发生运动由外部按一定的时空顺序进入胚胎内部并分布到相应的部位,从而形成三胚层胚胎,为器官原基的形成奠定基础。乙草胺导致青蛙早期胚胎原肠外突的原因极可能是由于乙草胺对原肠作用时细胞运动造成干扰,使原肠形成时细胞流的移动方向改变,因此,各胚层物质在形成器官原基时方向改变,而产生原肠外突或畸形神经胚。本文认为乙草胺对青蛙早期胚胎致畸的原因也很可能是因为残留的药物干扰了胚胎内离子调节和呼吸作用。除导致胚胎发生原肠外突现象外,畸形胚胎是乙草胺作用于青蛙早期胚胎的另一个结果。实验发现,畸形胚胎基本上表现为头部过大或过小、腹部积水、尾巴弯曲以及整体不规则体形。腹腔充水的胚胎其腹腔内部结构逐渐消失,化为水样物质,最后胚胎逐步死亡。
由上述结果可知,乙草胺对青蛙早期胚胎的作用主要表现在干扰胚胎的原肠作用使形成原肠外突;或者干扰胚胎的器官发生而形成各种畸形胚胎。因此,乙草胺对青蛙早期胚胎的发育存在着明显的致畸致死作用,并随着乙草胺浓度的增加致畸致死效应增强。所以, 限制农药等有害物质的使用及排放, 对于环境保护是十分必要的。
8
5.参考文献
[1] 高国柱, 吴孝兵. 两栖动物种群数量减少的原因探讨[J]. 安徽技术师范学院学报. 2005,
19(1): 37 - 41.
[2] 米长虹, 蔡思义, 郑振华. 乙草胺与农业环境[J]. 农业环境与发展. 1996 (01).
[3] 刘建. 50%乙草胺水乳剂的研制和开发[J]. 科技与开发. 2006, 45(12).
[4] 郑和辉, 叶常明. 环境样品中乙草胺和丁草胺的残留分析[J]. 中国环境科学. 2001, 21(03):
217 - 220.
[5] Xiao, N, Jing, B, Gee, F, Liu. X. The fate of herbicide aceto-chlor and its toxicity toEisenia
fetid under laboratory conditions[ J]. Chemosphere, 2006, ( 62).
[6] 杨晓梅, 谭志军, 苑怡,等. 乙草胺对中华大蟾蜍( Buffo buffo agrarians)早期胚胎发育的影
响[M]. 动物学报 2001(47): 125 -130.
[7] 朱治平,施履吉.黑斑蛙 Rona nigromaculata正常发育表[J]. 解剖学报.1957,01(02):59-64.
[8] 王寿兵, 张思路, 屈云芳,等. 辽宁产中国林蛙早期胚胎发育研究[J]. 复旦学报(自然科学
版). 1996 (02).
[9] 韩曜平, 卢祥云. 金线蛙早期胚胎发育的初步观察[J]. 动物学杂志. 2001(01).
[10] 李少南, 袁丙强等. 乙草胺对热带爪蟾的早期致畸效应及遗传毒性研究[J]. 农药学学报.
2011,13( 1) : 40 - 46.
[11] 罗娜, 刘欣. 除草剂乙草胺的毒性及其内分泌干扰活性研究进展[J]. 环境科学导刊. 2010,
29 (06) : 10 - 13.
[12] 张彬彬. 乙草胺对泥鳅肝脏乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽硫转移酶的影响[J]. 淡水渔业.
2008, 38(04):73 - 75.
[13] 高建峰,何兆昌,杨锦昌,等. 提高美国青蛙产卵量与成活率的试验[J]. 《科学养鱼》. 1998
(10).
9
科技创新论文
题 目:乙草胺对青蛙卵孵化率的影响
目 录
摘要 .......................................................................... 3
1.前言 ........................................................................ 3
2.实验材料与方法 .............................................................. 4
2.1 材料 ....................................................................... 4
2.1.1实验材料 ............................................................... 4
2.1.2 实验试剂 .............................................. 错误!未定义书签。
2.1.3 实验仪器 ............................................................... 4
2.2 实验方法 ................................................................... 4
2.2.1 材料处理 ............................................................... 4
3.实验结果 .................................................................... 5
3.1 用乙草胺处理受精卵时期胚胎的发育情况 ....................................... 5
3.2 用乙草胺处理8 -细胞时期胚胎的发育情况 ...................................... 6
3.3 用乙草胺处理囊胚期胚胎的发育情况 .......................................... 6
3.4 用乙草胺处理原肠胚期胚胎的发育情况 ......................................... 7
4.结论与分析 .................................................................. 7
4.1 青蛙早期胚胎对乙草胺敏感时期分析 ........................................... 7
4.2 乙草胺对青蛙卵致畸致死效应分析 ............................................. 8
5.参考文献 .................................................................... 9
2
乙草胺对青蛙卵孵化率的影响研究
摘要 超量农药对土壤、水体的污染随降雨排水而广泛分布,严重影响了许多生物的生存,
如赖以水生殖的青蛙。本课题通过用浓度为1.0、0.5、0.2、0.1 和 0.05mg/ ml乙草胺溶
液分别对青蛙受精卵、8-细胞期、囊胚、原肠胚四个阶段作用。结果发现:随着药物浓度的
增加,孵化率明显降低;不同发育时期的青蛙卵对乙草胺的敏感程度和耐受程度都有所不同,
其中,原肠胚期的胚胎对乙草胺最为敏感,在1.0mg/ml浓度下全部死亡,在0.05mg/ml的
处理下,孵化率仅有68.5%。实验表明乙草胺对青蛙卵的孵化有明显的致畸致死效应。
关键词:乙草胺;青蛙卵;孵化率;发育
Effects of acetochlor on hatching rate of eggs of the frog studies
Author: Li Manyi, He Jiaojiao, Du Zhengran, Chen Jianghuai
Abstract:Excess pesticide pollution of the soil, water drainage and extensive distribution of rainfall, severely
affecting the survival of many organisms, on which the water such as reproduction of frogs. This subject through
the concentration of 1.0, 0.5, 0.2, 0.1 and 0.05mg/ml solution of acetochlor on fertilized eggs, respectively 8-cell
stage of four phases, the blast cyst, the intestinal germ. Results found: as the concentration increases, significantly
reduced hatching rate; frog eggs at different developmental stages of acetochlor on sensitivity and tolerance levels
vary, in which the original intestinal germ embryo most responsive to acetochlor, all died in the 1.0mg/ml
concentration, under 0.05mg/ml, and hatching rate of only 68.5%. Experiments have shown that acetochlor on
Frog eggs hatch has significant teratogenic effects of death.
Key words: acetochlor; frog eggs; hatching rate; development
1.前言
为提高农作物产量,使农田杂草及害虫的消灭达到立竿见影的效果,大家想到的最直接
最有效的就是使用化学农药了,然而各种化学试剂的使用和有害物质的排放, 使得环境污染
越来越严重, 已经对许多生物如蛙类等对人类有益的动物造成了极大的危害[1,2]。本文以不
同浓度乙草胺处理青蛙早期胚胎, 就乙草胺对青蛙早期胚胎发育的影响以及青蛙早期胚胎
对乙草胺的耐受程度、敏感时期等问题进行了研究。
青蛙属于两栖纲无尾目蛙科,民间把蛙科的蛙类统称青蛙,我国常见的种类有黑斑蛙、
3
金线蛙和中国林蛙,在我国分布甚为广泛 。根据张孟阴的记载,西至西康,东至舟山 、台礴、
北至蒙古,南至海南都有其踪迹。它在农田生态系统中处于重要的地位,是农业害虫生物防
治的重要成员之一,“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”就是人们对青蛙在农业生产上贡献
的肯定。乙草胺,是一种除草剂类农药, 对许多田间杂草有致死作用, 是由美国 Monsanto
公司开发,在我国由化工部沈阳化工研究院于1982年研制成功, 是目前我国使用最多的 3
种除草剂之一。但是乙草胺等除草剂在使用过程中的残留同样给人类及动物带来了危害。因
此,乙草胺被美国环境保护局定为 B-2 类致癌物,欧洲许多国家将乙草胺逐渐排除在农药
使用之外。
目前,许多实验已经证实了乙草胺对一些动物的毒害。Xiao等报道中指出,在实验条
件下, 当乙草胺的浓度 > 20mg /kg时, 蚯蚓的生长率以及蚕茧的孵化率将大大降低;杨
晓梅等表明乙草胺对早期胚胎发育具有明显的致畸致死效应,并随着乙草胺浓度的增加致畸
致死效应增强。但总的来说关于乙草胺的残留毒性对两栖动物和人类的造成的负面影响的
报道还不够全面,研究乙草胺对青蛙卵的孵化影响是十分必要的。合理使用和科学管理乙草
胺等农药试剂,关注生物防治,保护身边动物。 [6][5][4][3]
2.实验材料与方法
2.1 材料
2.1.1 实验材料
青蛙卵采集于衡阳县的一池塘中,PH值为6.6-6.8。用来试验的卵是同种青蛙产后当天
的卵。实验用水为静置2d后的自来水, 温度保持在 15~ 20℃。乙草胺LD50,为2 000 mg/
kg。
2.1.2实验仪器
5支大试管、锥形瓶7个、放大镜两个、移液管一支、量筒一个、大小烧杯各两个、温
度计一支、ph试纸。7个90mL的培养皿、2个1000ml的烧杯,一个 50ml量筒。
2.2 实验方法与流程
2.2.1 方法
单一变量控制法
4
2.22 材料处理
用静置2天后的自来水清洗采集回来的青蛙卵4~ 5 次,去除原本参杂的杂物,并用静
置2天后的自来水做为溶剂,将乙草胺配成1.0、0.5、0.2、0.1 和 0.05mg/ ml 共5 种浓度
对受精卵、8 -细胞、囊胚期和原肠胚期4 个不同时期的胚胎分别进行作用(药物处理只
针对单个时期,另外各时期用静置后的自来水正常培养。)设置一自然对照组进行对照。实
验中各胚胎培养于90 ml 培养皿中, 每个培养皿中放置120~ 150 枚胚胎,置于15~20℃室
温下培养,每天换水 2 次。定期用放大镜观察各组的胚胎发育情况,并及时记录相应数据。
每个浓度处理重复2次。
3.实验结果
3.1 用乙草胺处理受精卵时期胚胎的发育情况
表1 列出了经乙草胺处理的青蛙受精卵的发育情况。
实验表明:受精卵经 0.05~ 1.0 mg/ ml 浓度的乙草胺处理后发育直至原肠胚期未见有明显异
常发生, 各浓度组发生原肠外突的比例与对照组相比没有显著差异。但随着发育的进行,
经1.0 mg/ ml和0.5 mg/ ml 乙草胺处理的受精卵发育成的蝌蚪却分别出现了4.0%和 2.86%
的畸形, 与对照组相比具有显著性差异。研究发现, 除了造成一定比例的畸胎外, 乙草
胺还能延缓胚胎的发育速度, 当对照组发育至囊胚期时,实验组胚胎仍处于16或32细胞
期。
表 1 经乙草胺处理的受精卵的发育结果 [6]浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %)
对照组 252 0 2(0.79) 250(99.21)
1.0 250 6(2.40) 10(4.0) 234(93.60) 0.5 280 4(1.42) 8(2.86) 268(95.72)
0.2 244 2(0.82) 4(1.64) 238(97.54)
5
0.1 264 2(0.76) 4(1.56) 258(97.78)
0.05 300 2(0.67) 4(1.33) 294(98.0)
3.2 用乙草胺处理8 -细胞时期胚胎的发育情况
表2 列出了经乙草胺处理的青蛙8 -细胞
胚胎的发育结果。从表2的数据中可以看出8 -细胞胚胎对乙草胺的敏感程度明显高于受精
卵, 出现了较高比例的原肠外突。其中 1.0 mg/ ml 和 0.5mg/ ml浓度组产生的原肠外突比
例与对照组相比具有极显著差异并明显高于经乙草胺处理的受精卵所产生的原肠外突比例。
各浓度乙草胺处理的8 -细胞胚胎所产生的畸胎比例也明显高于对照组。同样在经乙草胺处
理的 8 -细胞胚胎的发育中发现了发育延迟的现象。
表 2 经乙草胺处理的 8 -细胞胚胎的发育结果
浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %) 对照组 256 2(0.78) 4(1.56) 250(97.66) 1.0 264 84(31.8) 24(9.09) 146(59.11) 0.5 250 66(26.40) 12(5.60) 172(68.0) 0.2 260 32(12.31) 8(4.80) 220(82.89) 0.1 258 12(4.65) 8(3.10) 238(92.25) 0.05 284 4(1.41) 6(2.11) 274(96.48)
3.3 用乙草胺处理囊胚期胚胎的发育情况
表3 列出了经乙草胺处理的囊胚期胚胎的发育结果。
实验表明: 乙草胺浓度为1 mg/ ml 实验组的胚胎全部导致原肠外突, 比例明显高于同浓
度乙草胺处理的受精卵和8 -细胞胚胎。0.5 mg / ml浓度乙草胺处理的囊胚期胚胎也产生了
较高比例( 22.66%) 的原肠外突,与对照组相比具有显著性差异。除1.0 mg/ ml 浓度组全部
因原肠外突而停止发育外,0.5 mg/ ml和0.1 mg/ ml 浓度组分别产生了4.69%和2.82%的畸
胎, 也高于对照组。
浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %) 6
对照组 247 1(0.41) 2(0.81) 243(98.38) 1.0 268 268(100) 0 0
0.5 256 58(22.66) 12(4.69) 186(72.65) 0.2 264 34(12.88) 10(3.79) 220(83.33) 0.1 284 12(4.23) 8(2.82) 264(92.95) 0.05 248 4(1.61) 4(1.61) 240(96.78)
3.4 用乙草胺处理原肠胚期胚胎的发育情况
经乙草胺处理的原肠胚期胚胎的发育结果见表4。从表4 中可以看出, 原肠胚对乙草
胺的敏感程度大大高于其它三个时期。其中除 1.0 mg/ ml 浓度组与囊胚期实验组一样百分之百停止发育外,0.5、0.1 和0.05 mg/ ml 浓度组的原肠胚也分别有87.60%、75.61% 和 28.67%的胚胎停止发育, 受乙草胺影响的程度远远高于其它三个时期同等浓度组的胚胎。从表中还可明显看出, 原肠胚经各种浓度乙草胺处理后 ( 除 1.0 mg/ ml 浓度组胚胎全部停止发育外) 产生了 2.80% ~ 5.43% 的畸胎,畸胎比例与对照组 ( 2.02% ) 相比具有一定差异,也明显高于经同浓度乙草胺处理的其它几个时期胚胎所发生的畸胎比例。
表 4 经乙草胺处理的原肠胚期胚胎的发育结果
浓 度 胚胎总数 原肠外突 ( %) 畸胎 ( %) 正常胚胎 ( %) 对照组 248 2(0.81) 5(2.02) 241(97.17) 1.0 282 282(100) 0 0
0.5 258 226(87.60) 14(5.43) 18(6.97) 0.2 272 224(82.35) 12(4.41) 36(13.24) 0.1 246 186(75.61) 22(8.94) 38(15.45) 0.05 286 82(28.67) 8(2.80) 196(68.53)
4. 结论与分析
4.1 青蛙早期胚胎对乙草胺敏感时期分析[8,9]
从以上经乙草胺处理的各个时期胚胎发育的结果中可以看出,乙草胺对青蛙早期胚胎的
发育存在着明显的致畸致死影响,影响程度与乙草胺的浓度成正比并随着胚胎发育时期的变 7
化而不同。在所选取的四个发育时期中,受精卵对乙草胺的敏感性最低,随着胚胎的发育,对乙草胺的敏感程度也在增加。从表1到表4中可以看出,同等浓度下,乙草胺对 8 -细胞胚胎的致畸致死率高于受精卵,囊胚期胚胎的致畸致死率又高于 8 -细胞时期,而原肠胚期在这几个时期中对乙草胺是最为敏感的。
由李少南等研究可知,致畸致死率低的原因可能在于 (1) 受精卵外有胶膜保护,乙草胺等化学因子若作用于受精卵需有一个缓慢的渗透过程; (2) 卵裂期指导蛋白质合成的mRNA 来源于卵母细胞贮存的信息,属于卵源性的mRNA,而胚胎基因组尚未表达[10,11,12]。而8 -细胞时期,同受精卵一样都属于卵裂期。所以 8 -细胞胚胎对乙草胺还不是最敏感的时期。
在两栖类,囊胚期胚胎基因组开始表达,DNA 活动旺盛,而且实验结果显示,对乙草胺最为敏感的时期为原肠胚期,各个浓度组的致畸致死率均显著高于其它几个时期。本文认为可能的原因是,在原肠形成之后胚胎的发育需要大量的特异蛋白质,细胞内DNA 复制、转录以及蛋白质的合成都很活跃。所以,原肠胚期对乙草胺的影响十分敏感,致畸致死率也就很高。
4.2 乙草胺对青蛙卵致畸致死效应分析
原肠作用是动物胚胎发生中一个十分重要的时期,主要是指囊胚晚期各种细胞通过复杂的形态发生运动由外部按一定的时空顺序进入胚胎内部并分布到相应的部位,从而形成三胚层胚胎,为器官原基的形成奠定基础。乙草胺导致青蛙早期胚胎原肠外突的原因极可能是由于乙草胺对原肠作用时细胞运动造成干扰,使原肠形成时细胞流的移动方向改变,因此,各胚层物质在形成器官原基时方向改变,而产生原肠外突或畸形神经胚。本文认为乙草胺对青蛙早期胚胎致畸的原因也很可能是因为残留的药物干扰了胚胎内离子调节和呼吸作用。除导致胚胎发生原肠外突现象外,畸形胚胎是乙草胺作用于青蛙早期胚胎的另一个结果。实验发现,畸形胚胎基本上表现为头部过大或过小、腹部积水、尾巴弯曲以及整体不规则体形。腹腔充水的胚胎其腹腔内部结构逐渐消失,化为水样物质,最后胚胎逐步死亡。
由上述结果可知,乙草胺对青蛙早期胚胎的作用主要表现在干扰胚胎的原肠作用使形成原肠外突;或者干扰胚胎的器官发生而形成各种畸形胚胎。因此,乙草胺对青蛙早期胚胎的发育存在着明显的致畸致死作用,并随着乙草胺浓度的增加致畸致死效应增强。所以, 限制农药等有害物质的使用及排放, 对于环境保护是十分必要的。
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