有机磷农药乐果对萼花臂尾轮虫行为影响的研究文献综述

一、研究意义

农药对靶生物毒杀的同时，也会对环境中大量非靶生物产生毒性作用。轮虫是淡水浮游动物的常见种和优势种，是水体藻类与细菌等微生物的主要消费者又是鱼类幼体阶段的开口饵料，在水生食物链中占据着非常重要的地位。考察农药对轮虫的作用对于研究农药对水生生态系统的影响有着十分重要的意义。由于轮虫结构简单，没有如高等动物一样复杂的生活史。主要生命过程仅为摄食、游泳和生殖。其中摄食行为是联系着轮虫与较低营养层面的生物之间的关联，是轮虫获得营养与能量的关键，游泳行为则决定着轮虫与其捕食者或竞争者之间的相互关系而生殖行为则决定了轮虫对其自身的物种存在与发展的贡献力大小，这3个指标具有高度的生态学意义。本文选用轮虫中的模式种萼花臂尾轮虫为受试动物，开展有机磷农药乐果对轮虫的毒性研究。以轮虫摄食、游泳和生殖3种行为指标，考察在不同暴露条件下乐果对轮虫的行为的影响，为揭示有机磷农药乐果的致毒机理提供基础生态毒理学研究数据。

二、研究现状与文献综述

农药是指农业生产过程中，防治危害农作物害敌的天然或人工合成的化学物质。敌害主要指害虫、病菌、杂草，其次如鼠类、藻类和特定情况下的鸟、兽、软体动物等。1937年，德国科学家施拉德第一次在Bayer实验室发现了具有杀虫活性的有机磷化合物，1943年后，第一个有机磷杀虫剂进入德国市场，之后这一领域便有了突飞猛进的发展。迄今为止，有机磷农药已经超过了300个品种。目前有机磷农药仍是农药的主要类别之一，几乎遍及了农药的所有使用领域，特别是在杀虫剂方面，有机磷农药为三大柱之一，并长年稳居首位。水环境中有机磷农药的主要来源有：通过大气的漂移运动与降水，农药生产企业的废水排放、水产养殖中水面用药以及农田作业喷施农药流失等。其中农田作业喷施农药流失是水体中有机磷农药的最重要来源，也是农药面源污染的主要组成部分。一般农田作业农药药量都比较大，在施药期间以及施药结束后可以经过多种途径如降雨淋洗、地表径流、水田排水以及农药土壤渗滤等进入水体，对地表水和地下水都会产生影响。水产养殖中水面用药也是水中有机磷农药的另一个重要来源。

有机磷农药的毒性机理主要包括：(1)对乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制作用，其主要是是神经末梢的AChE磷酸化而失活，使其不能水解AChE，从而导致ACh积累在胆碱能神经效应器接点，引起神经传导功能的紊乱，出现包括交感神经、副交感神经、运动神经及中枢神经系统方面的毒性效应。(2)有机磷农药可以诱发迟发性神经病，主要特征是在接触有机磷农药一段时间后出现感觉异常、肌肉疼痛、衰弱无力以及麻痹瘫痪等症状。一般认为神经病靶标酯酶(NTE)的抑制与老化是迟发性神经病发生的起因。神经病靶标酯酶是一种主要存在于神经元内质网的跨膜蛋白，本质是具有磷酸酯酶B催化功能的磷脂酶，主要功能是在细胞内调节磷脂酰胆碱的代谢，而该酶也是有机磷农药的作用位点。(3)与生物膜脂质结构发生某种作用，从而改变膜结构或生理功能。(4)对谷胱甘肽S-转移酶的影响(GST)，主要体现在同工酶的选择性上，诱导或抑制GST不同亚型的活性，从而影响mRNA的表达。有机磷对具备神经系统的水生生物毒作用机理基本相同, 均为抑制乙酰胆碱酯酶的活性，引起乙酰胆碱代谢紊乱。有机磷农药对水生生物的毒性作用主要体现在对个体生理状况与繁殖的影响。大量研究表明有机磷农药可以抑制水生生物的生长、摄食和呼吸过程。

轮虫是海洋与淡水水生生态系统中的主要组成，连接着生态系统中初级生产者和高级消费者之间的营养与能量传递关系。由于轮虫在生态系统中的重要地位，轮虫已经被广泛地运用于进化生态学、种群动态学、水生生态学和化学生态学。此外，与枝角类相比，轮虫还具有很多优势，主要包括：体积小、对绝大多数的毒性物质或污染物敏感、在实验室容易培养、较高的性价比、可迅速提高的种群增长率并且可以在较短时间内获得较高的种群密度。因此轮虫作为受试动物已经在生态毒理学相关研究领域中被广泛的运用。