化学污染物对秀丽隐杆线虫生物毒性的整合分析文献综述

 2022-08-17 09:24:47

土壤线虫作为环境污染指示生物的方法与应用

摘要：环境污染已经日益成为生态环境的热点，而土壤动物作为对土壤环境的指示生物已经成为国际土壤生态学领域的前沿课题。线虫作为土壤小型动物区系最重要的组成部分，广泛分布于各种各样的土壤环境中，是土壤中最丰富的后生生物，它对土壤环境（化肥、农药、除草剂和重金属等污染）的污染指示可通过其生物特性和群落特征反映，目前国内外学者，分别对典型线虫在土壤环境污染的指示与诊断中线虫群落的各种指数指标法（如成熟指数、关键种法、N/C比值、多样性指数、相似度指数以及生理指标法等）进行综述，对土壤线虫在环境污染指示中的应用进行分析，论证了土壤线虫作为环境变化生物指示生物的可行性和重要性。

关键词：土壤线虫；污染；指示生物；方法与应用

土壤生态毒理诊断是对土壤环境状况进行定期预测、分析，以评价土壤质量变化趋势、速度及达到某种变化限度等信息的重要手段。由于土壤结构、污染物质种类和性质的多样性和复杂性，以及土壤生物在该生态系统中的功能各不相同，因此对土壤污染的全面评价需要通过补充新的数据指标来使其更加完善。

通常土壤毒理的生物实验采用的方法为微生物指示法，然而采用土壤动物区系作为指示生物比土壤微生物更具优越性。原因有二：第一，在食物链上小型土壤动物比土壤微生物处在更高的营养级，更高的营养级可作为生长环境(物理、化学、生物)特征的综合体现者；第二，它们的世代时间比土壤微生物要长，这使它们更加稳定，不会因为短暂的营养供给变化而发生总体数量上的起伏变化。而线虫作为小型土壤动物，是土壤中主要的指示生物。线虫群落的分析表明它们是土壤动物中最有效的指示群体，这是因为线虫的种类和取食类型能比其他土壤动物提供更多的环境背景信息[7]，所以可用于指示土壤环境的变化状况。线虫是土壤动物区系中最为丰富的无脊椎动物，广泛存在于各种土壤环境中，其营养类群多样，在土壤腐屑食物网中占有重要位置[1]。此外，线虫具有培养及测试方法简便、敏感性良好、生物信息丰富以及准确反映土壤质量变化等优点，因此常被看作是检测土壤污染的敏感性指示生物[2]。

本综述拟从土壤线虫的环境污染指示作用出发，概述了土壤线虫生态毒理学研究方法和现状，研究目前土壤污染检测中存在的不足之处，总结线虫土壤污染诊断的应用。

1、土壤线虫作为污染指示生物的优势

线虫作为指示生物具备以下一些特性：（1）线虫的生存和适应能力极强，广泛存在于各种生境中。在各类土壤及任何气候条件下都可以找到线虫的存在。它们甚至能够生活在极限环境介质中。例如，许多类线虫能在失水、冰冻、缺氧等不利环境中存活[8]；（2）线虫的鉴定与实验操作简单易行。线虫的虫体透明，内部结构的观察直接明了，实验上的鉴定较容易，取样与分离也较简单且低耗；（3）短期实验可完成环境对线虫的多世代影响研究。以秀丽隐杆线虫为例，其生命周期约为3.5天，有利于对其生活史进行快速和精准的测试与评价；（4）线虫对环境变化具有很高的敏感性。线虫栖息在土壤毛细水中，其可渗透性的表皮使其能对土壤中的污染物做出相应的快速反应。而且线虫移动缓慢，在冬季线虫不向深土层移动。在外界干扰影响下线虫不会迅速迁移，因此，它们是土壤环境变化的受害者和直接目击者；（5）线虫的群落结构特征对所栖息土层环境具有指示作用。线虫的食性与功能是密切相关的，微生物活性的增加可以导致食细菌线虫在线虫群落中所占比例发生改变，通过微生物数量的变化可反馈食细菌线虫的状况，进而对环境的某些变化做出直接指示；（6）某些线虫在特定的生长期具有特殊的耐受环境胁迫的能力，例如，当线虫生长发育在不适合的环境条件下时，处于包囊时期的线虫就会通过进入休眠状态适应环境从而让自己存活下来[9]；（7）某些线虫体内的热激蛋白对污染胁迫具有应激表达能力[10] 。当环境处在污染 (如金属离子或有机毒素)胁迫条件下时，某些线虫体内的热激蛋白就会出现大量表达的情况[11] ，因此，可以把线虫的热激蛋白量作为生物标志物，从而进行对土壤环境的生态毒理评估。基于以上优点，土壤线虫已成为生态学上指示生物的首选对象之一，可作为土壤健康状况的指示生物。

2、线虫作为污染指示生物的方法

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