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离子液体是一类在室温下呈液态、完全由离子构成的化学物质,由于它们具有不挥发性、易导电性、热稳定性和高溶解性等特点,有望成为传统有机溶剂的“绿色”替代者。随着离子液体在各个领域的推广和应用,其生物毒性及环境风险评价越来越受到关注。淡水涡虫生活在水质洁净的泉溪湖泊中,对环境中的有毒致畸因子非常敏感,是水质污染和毒理学研究良好的实验动物,近年来淡水涡虫毒理学研究也逐渐开展起来,但关于离子液体对淡水涡虫毒性作用方面的研究鲜有报道。本研究以日本三角涡虫(Dugesia japonica)为受试动物,以研究较多且工业上常用的二烷基咪唑类离子液体——溴化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim]Br)为毒性因子,通过急性毒性实验、石蜡切片技术、生化分析技术等从群体/个体水平、组织/细胞水平以及生化水平研究[C8mim]Br对日本三角涡虫(D. japonica)的急性毒性、组织/细胞毒性及生化毒性；并在此基础上通过慢性毒性暴露、RACE技术,生物信息学技术、整体原位杂交技术以及实时荧光定量PCR技术等研究日本三角涡虫去性化过程中离子液体对其生殖腺的影响、生殖相关基因(DjPRPS和DjSoxB)的功能及离子液体对其表达的影响,以探讨离子液体对日本三角涡虫的生殖毒性,结果如下：1.离子液体[C8mim]Br对日本三角涡虫(D. japonica)的半致死浓度LC50(120 h)为400 mg/L,其95%置信区间为346-463 mg/L,该LC50值较其他一些水生生物如大型蚤(Daphnia magna)、金鱼(Carassius auratus)略高。在164-625 mg/L的浓度范围内,[C8mim]Br暴露能引起日本三角涡虫产生扭曲、收缩、褪色、头尾部畸形甚至解体等形态变化以及静止不动、无规则运动等运动变化,提示[C8mim]Br对日本三角涡虫有一定的生物毒性。2.在55～165 mg/L的浓度范围内,离子液体[C8mim]Br暴露导致日本三角涡虫(D.japonica)表皮层损伤,杆状体增多；肠上皮细胞受损,肠管结构不完整；实质细胞解体,实质组织出现空洞等不同程度的损伤,且损伤程度具有浓度依赖性,说明[C8mim]Br对日本三角涡虫(D. japonica)有一定的组织/细胞毒性。消化道可能是日本三角涡虫(D.japonica)应对外源离子液体毒性的靶器官。3.在55～220 mg/L的浓度范围内,离子液体[C8mim]Br暴露可诱导日本三角涡虫(D. japonica)体内抗氧化酶SOD、CAT、GPX的活力及抗氧化剂GSH的含量发生变化,这说明[C8mim]Br暴露使日本三角涡虫(D. japonica)产生了氧化应激,抗氧化酶和抗氧化剂作为防御机制被诱导；但是,这些分子的联合作用并未能阻止脂质过氧化的发生,在高浓度处理组涡虫的MDA水平较对照组显著上升,说明涡虫体内发生了脂质过氧化。相对SOD和CAT, GPX和GSH似乎是更灵敏的离子液体胁迫生物标记物。4.饥饿诱导日本三角涡虫(D. japonica)去性化过程中生殖系统的形态学变化可分为3个阶段：第Ⅰ阶段,虫体的肠管及其分支被吸收,交配器官变小；第Ⅱ阶段,交配器官消失,贮精囊和生殖腔变小；第Ⅲ阶段,生殖相关结构均消失,生殖孔和口关闭。生殖腺的组织学变化也可分为3个阶段：第Ⅰ阶段,卵巢变小,卵原细胞减少；第Ⅱ阶段,卵巢内卵母细胞破损,精巢变小,成熟精子减少；第Ⅲ阶段,卵巢内卵原细胞基本消失,精巢中成熟精子完全消失,生殖孔关闭。30 mg/L离子液体[C8mim]Br的亚慢性暴露加速了涡虫精巢的退行生长,促进了成熟精子的退化消失,而离子液体对涡虫卵巢及雌性生殖细胞的影响似乎并不明显。5.首次克隆了日本三角涡虫(D. japonica) DjPRPS基因cDNA全长并对其序列进行了生物信息学分析。BLAST同源性检索表明,DjPRPS基因与其他动物的PRPS家族基因有较高的同源性。根据DjPRPS基因推导的DjPRPS蛋白由316个氨基酸组成,包含真核生物PRPS蛋白家族的保守基序。结合其他动物的PRPS蛋白序列构建了分子系统发生树,其拓扑结构在大尺度上支持传统动物分类学观点。DjPRPS基因的整体原位杂交及实时荧光定量PCR结果提示,该基因主要表达于日本三角涡虫(D. japonica)的卵巢和卵黄腺,其功能可能与卵子发生、卵黄腺形成有关。6.首次克隆了日本三角涡虫(D.japonica) DjSoxB基因cDNA全长并对其序列进行了生物信息学分析。BLAST同源性检索表明,DjSoxB基因与其他真核生物的Sox家族基因有较高的同源性。其编码蛋白共包含366个氨基酸,具有SOX蛋白家族保守的HMG基序及特征性肽段RPMNAFMVW。结合其他动物的SOX蛋白序列构建了分子系统发生树,DjSoxB聚到SOX家族B亚族支。DjSoxB基因的整体原位杂交结果提示,该基因主要表达于日本三角涡虫的精巢、头部、外表皮、肠管等部位；实时荧光定量PCR结果表明：DjSoxB基因是一个多功能基因,在生殖方面该基因可能参与精子发生过程。7.30 mg/L的离子液体[C8mim]Br亚慢性暴露日本三角涡虫(D. japonica)会影响其去性化过程中生殖腺的组织学变化及生殖相关基因DjPRPS和DjSoxB的表达水平,这提示离子液体[C8mim]Br;对日本三角涡虫(D.japonica)有一定的生殖毒性。