四环素对蓝藻的急性毒性研究+实验讨论(4)
1.3 四环素类抗生素的生态毒性
1.3.1 四环素类抗生素对微生物的生态毒性
由于四环素类抗生素主要用来抑制菌类物质的生长发育，因此近年来研究者们对于四环素对细菌、真菌和微藻等的生态毒性做了广泛研究。一般情况下，四环素对原核生物（如蓝藻）的毒性高于单细胞真核生物（如微藻类），单细胞生物对抗生素的敏感度则高于多细胞生物，这也与设计生产四环素类药物的初衷一致。例如，通过对费氏弧菌的长达24h毒性研究表明，四环素的EC50值为0.0251 mg•kg-1［14］。Ferreira等同时研究了四环素对扁藻的和卤虫的生长抑制情况，结果表明，扁藻对四环素的敏感度大约为卤虫的70倍，这一规律也被许多类似实验所验证［15～18］。
四环素类药物对微藻的毒性主要体现在抑制微藻蛋白质合成和叶绿体的生成最终造成对微藻生长的抑制。Ferreira等依据OECD201准则《藻类生长抑制测试》（OECD，1984）研究了四环素对扁藻的生长抑制情况。通过96 h暴露，在四环素浓度大于5.3 mg•L-1溶液中扁藻的生长抑制显著，NOEC值为3.6 mg•L-1，LOEC值为5.3 mg•L-1，72 h及96h IC50值分别为13.16（95%置信区间为：10.24~18.89 mg•L-1）和11.18 mg•L-1（95%置信区间：8.39~15.84 mg•L-1）。
此外，四环素类药物能够抑制铜绿微囊藻和绿藻的蛋白质合成。强力霉素对绿藻的毒性为IC50=15.2 mg•L-1［19］，土霉素能抑制等鞭金藻叶绿素含量的生成，并且药量越大抑制作用越强；对类胡萝卜素的生成起促进作用，药量越大则类胡萝卜素含量越多。叶绿素含量减少，则藻细胞的光合作用强度下降，即新陈代谢强度减弱，细胞的繁殖能力下降。［20］
王志强运用藻类抑制试验，以光密度法确定藻细胞的生物量，研究了兽医临床12种常用的抗菌药对铜绿微囊藻的急性毒性。试验结果表明，大多数所测定的抗菌药对铜绿微囊藻藻都有不同程度的抑制作用，半数抑制浓度（EC50）值处于mg/L水平，同时，抗菌药对藻类的急性毒性呈明显的剂量效应关系，并且铜绿微囊藻对抗菌药较为敏感［21］。
表1-1 抗菌药对铜绿微囊藻的急性毒性
抗菌药对铜绿微囊藻的急性毒性
药物 浓度范围 48hEC50 72hEC50 96hEC50
红霉素 0.02-0.64 0.22 0.086 0.047
泰乐菌素 0.10-3.20 0.268 0.223 0.128
替米考星 0.04-1.28 0.207 0.139 0.061
泰妙菌素 0.01-0.32 0.47 0.162 0.083
新霉素 1.00-32.00 16.638 14.841 9.473
阿米卡星 2.00-64.00 31.013 21.241 14.325
卡那霉素 4.00-128.00 —— —— ——
氟苯尼考 1.00-32.00 5.283 5.992 5.796
恩诺沙星 1.00-32.00 3.307 3 2.095
诺氟沙星 4.00-128.00 —— —— ——
1.3.2 四环素类抗生素对植物的生态毒性
目前四环素类抗生素对植物的生态毒性的研究主要集中在对实验室模拟条件下水生植物和陆生植物的水培养条件下的毒性研究。多项研究表明，四环素类抗生素可能通过抑制叶绿体合酶的活性，从而对植物生长产生抑制作用，影响植物发芽率和根的生长，这与四环素对微藻的毒性研究结果相似。四环素类药物对植物根的毒性较大，高浓度时显著抑制初生根的生长，这可能与四环素在植物根部的蓄积量有关，在根部蓄积量最多，因此表现出对根生长的抑制作用最为显著。Migliore等［22］的研究证实了该机制，研究发现植物的根是抗生素药物的主要积累场所。当土霉素浓度升高时，紫花苜蓿的叶子出现变黄现象，四环素类抗生素对紫花苜蓿的毒性可能是由于四环素与叶绿体合酶结构相似，因此四环素抑制了叶绿体翻译活性及叶绿体合酶的活性。［23、24］Kong等［25］通过一系列溶液培养实验对于紫花苜蓿对土霉素的摄取情况及土霉素对紫花苜蓿发芽及根的生长的影响进行了研究。研究表明，当浓度高于0.02 mmol•L-1时，土霉素对紫花苜蓿的生长有显著的抑制作用。根的生长较发芽对土霉素更为敏感，土霉素对紫花苜蓿发芽及根生长的抑制率分别达61%和85%。
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