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双酚 A(BPA)广泛存在于水环境,危害不容小觑。研究人员针对其对紫贻贝(Mytilus coruscus)幼体发育和变态的影响展开研究。结果发现,BPA 抑制幼体发育和肌肉生长,干扰关键生理过程。这为评估 BPA 生态风险提供依据。
在广阔的水域世界中,隐藏着一种名为双酚 A(Bisphenol A,BPA)的化学物质,它正悄然对水生生物构成威胁。BPA 作为一种典型的内分泌干扰物(Endocrine-disrupting chemicals,EDCs),能通过多种途径混入水生生态系统,在太湖流域和长江流域都检测到了它的身影。它的存在会干扰生物内分泌系统,影响生物的生殖、代谢等复杂生理过程。
水生无脊椎动物在淡水和海洋生态系统中占据重要地位,是生物多样性的关键组成部分,承担着营养循环、维持食物网稳定等重要生态功能。但它们对环境变化极为敏感,BPA 对其早期生命阶段影响显著。就拿鲍鱼(Haliotis diversicolor supertexta)来说,BPA 会引发胚胎氧化应激,阻碍其正常发育;在柄海鞘(Phallusia mammillata)中,BPA 干扰神经发育;在大型溞(Daphnia magna)里,BPA 破坏生殖功能。
紫贻贝(Mytilus coruscus)有着独特的生活史,从浮游幼虫转变为底栖幼体,这个变态过程涉及复杂的形态和生理变化,神经内分泌调节在其中起着关键作用。然而,其早期发育阶段极为脆弱,易受环境污染物侵害。鉴于此,研究 BPA 对紫贻贝幼体发育的影响迫在眉睫。
为深入了解 BPA 对紫贻贝的影响,相关研究人员开展了一系列实验研究。研究成果发表在《Aquatic Toxicology》上,这一研究意义重大,它有助于揭示 BPA 对海洋双壳贝类的毒性机制,评估其生态风险,为保护海洋生态环境提供理论支持 。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:运用鬼笔环肽(phalloidin)染色标记丝状肌动蛋白(F-actin),以此细致观察幼体肌肉组织形态变化;借助整体原位杂交(whole-mount in situ hybridization,WISH)技术探究肌球蛋白重链基因(Myosin Heavy Chain,MHC)在不同发育阶段的表达模式;利用转录组分析和定量实时聚合酶链反应(Quantitative Real-time PCR,qPCR),深入剖析 BPA 暴露对紫贻贝幼体的分子影响 。
BPA 抑制紫贻贝幼体发育和肌肉发育
研究人员将孵化 24 小时的担轮幼虫暴露于不同浓度 BPA 溶液 24 小时,观察其向 D 形幼虫的发育情况。结果显示,对照组超 98% 担轮幼虫成功发育为 D 形幼虫,1μg/mL BPA 处理组发育率无显著差异。但 BPA 处理组幼体肌肉发育异常,闭壳肌变小,帆缩肌分支减少,表明 BPA 会干扰紫贻贝幼体肌肉正常发育进程。
BPA 阻碍紫贻贝幼体变态
实验发现,0.01μg/mL 和 0.1μg/mL BPA 处理组幼体变态率降低。在 3μg/mL 和 5μg/mL BPA 处理时,帆缩肌退化受抑制,闭壳肌显著变小。这充分说明 BPA 会对紫贻贝幼体变态过程产生严重阻碍,影响其从浮游生活向底栖生活的转变。
BPA 抑制肌肉生长相关基因表达
研究运用 WISH 技术检测发现,BPA 暴露显著抑制 MHC-2560 和 MHC-1792 基因表达,且在多个发育阶段均有体现。这表明 BPA 会通过抑制肌肉生长关键基因表达,干扰紫贻贝幼体肌肉发育,从分子层面揭示了 BPA 影响肌肉发育的内在机制。
转录组分析揭示 BPA 对幼体生理过程的影响
转录组分析表明,BPA 暴露显著影响紫贻贝幼体正常生理过程。qPCR 分析进一步证实,自噬、AMPK 通路和解毒相关基因上调,而凋亡、刺猬信号(Hedgehog signaling)和神经内分泌信号相关基因下调。这一系列变化表明 BPA 干扰了幼体多个重要生理信号通路,影响其正常生长发育。
综合研究结果与讨论,该研究明确了 BPA 对紫贻贝幼体发育和变态的危害。环境相关浓度(0.01μg/mL)的 BPA 就能显著抑制幼体变态,阻碍肌肉生长与退化,干扰关键生理过程和分子通路。这不仅加深了人们对 BPA 毒性机制的认识,还为评估其对海洋生态系统的影响提供了关键数据。后续研究可在此基础上,进一步探究 BPA 与其他污染物的联合毒性效应,以及紫贻贝应对 BPA 胁迫的适应性机制,为海洋生态保护提供更全面的理论依据。