引言:硒是人体和动物必需的微量元素,与人体抗氧化、免疫、激素调节、矿质元素代谢等功能紧密相关(袁丽君等,2016)。富硒无机肥料(主要成分是亚硒酸钠)被广泛应用于富硒农产品的生产(Wang et al.,2013;Wu et al.,2015),以解决缺硒地区居民硒摄入量不足而面临的“隐性饥饿”问题。然而,硒肥施用可能导致土壤硒过度积累,进而危害土壤生物。秀丽隐杆线虫(
C. elegans)是一种重要的的动物模型,被广泛应用于评估各种微量元素的生态毒理效应(Boyd and Williams,2003;Ma et al.,2009)。拟丽突属线虫(
Acrobeloides sp.)是一种常见的土壤土著线虫,因其对环境扰动的敏感性,逐渐被应用于重金属和有机物的暴露研究(张言诚等,2017; Hao et al.,2010)。目前,硒对土壤线虫的毒性效应尚不明确。评估硒对土壤线虫的毒性效应,可为富硒土壤开发利用及农业施硒管理提供科学依据。
方法:本研究利用秀丽隐杆线虫和拟丽突属线虫作为测试生物,在线虫固体培养基中添加亚硒酸钠,使其硒含量分别为0,0.4,3.0,5.0和10.0 mg/kg,经过短期(7天)硒暴露后,统计两种线虫的运动频率(每分钟线虫完整摆动次数)和产卵数(单只线虫三日内产卵总数),以探究硒对秀丽隐杆线虫和拟丽突属线虫的毒性效应。
结果:试验结果如表1所示,硒暴露含量为0.4 mg/kg和3.0 mg/kg时,秀丽隐杆线虫与拟丽突属线虫的活动频率较对照组均无显著差异。当硒暴露含量达到5.0 mg/kg和10.0 mg/kg时,两种线虫的活动频率均显著降低,秀丽隐杆线虫活动频率较对照组分别降低了23.6%和21.73%,拟丽突属线虫活动频率较对照组显著降低了14.96%。 0.4 mg/kg硒暴露对两种线虫的产卵数均无显著影响。当硒暴露含量达到3.0 mg/kg 、5.0 mg/kg和10.0 mg/k时,两种线虫的产卵数均显著下降,秀丽隐杆线虫的产卵数较其对照组线虫产卵数分别下降了32.73%、47.31%和57.26%,拟丽突属线虫的产卵数较其对照组线虫产卵数分别下降了24.24%、37.80%和58.48%。
表1 硒暴露对线虫运动频率(次/分钟)和产卵数的影响
指标 |
线虫 |
硒含量(mg/kg) |
0(CK) |
0.4 |
3.0 |
5.0 |
10.0 |
运动频率
|
秀丽隐杆线虫 |
11.78±1.2a |
10.89±0.78a |
10.67±0.87a |
9.00±0.71b |
9.22±0.67b |
拟丽突属线虫 |
8.89±1.54a |
9.89±0.60a |
9.44±1.33a |
7.56±0.88b |
7.56±1.33b |
产卵数量 |
秀丽隐杆线虫 |
72.17±2.04a |
64.66±4.62a |
48.54±0.2b |
38.02±3.90c |
30.84±3.24c |
拟丽突属线虫 |
58.84±5.62a |
57.52±6.65a |
44.58±1.53b |
36.60±2.06b |
24.43±0.70c |
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注:小写字母ab不同表示组间存在显著差异(
p<0.05)
结论:硒对秀丽隐杆线虫及拟丽突属线虫的毒性效应具有剂量依赖性,当硒暴露含量大于3.0 mg/kg时,两线虫的的繁殖及运动能力受到抑制。因此,需严格控制富硒无机肥料施用量,避免硒对土壤线虫产生毒性效应。
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