계란 껍질없이 부화하여 조류 배아 개발에 미세 플라스틱의 생태 독성 효과
Summary
이 논문은 미세 플라스틱과 같은 입자 오염 물질의 독성 연구를 위해 달걀 껍질을 사용하지 않고 부화하는 방법을 소개합니다.
Abstract
미세 플라스틱은 동물 조직과 장기의 섭취와 전역으로 인해 동물에게 큰 건강 위협을 가하는 신흥 글로벌 오염 물질 유형입니다. 조류 배아의 발달에 미세 플라스틱의 생태 독성 효과는 알려져 있지 않다. 조류 계란은 완전한 발달 및 영양 시스템이며, 전체 배아 발달은 계란 껍질에서 발생합니다. 따라서, 미세 플라스틱과 같은 오염물질의 스트레스하에서 조류 배아 발달의 직접적인 기록은 전통적인 부화에서 불투명한 달걀 껍질에 의해 매우 제한된다. 이 연구에서는, 메추라기 배아 발달에 미세 플라스틱의 효력은 계란 껍질 없이 부화에 의해 시각적으로 감시되었습니다. 주요 단계는 수정란의 세척 및 소독, 노출 전 잠복, 노출 후 단기 배양 및 샘플 추출을 포함합니다. 결과는 대조군과 비교하여, 미세 플라스틱 노출 군의 젖은 중량 및 체길이가 전체 노출된 그룹의 통계적 차이 및 간 비율을 현저하게 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, 우리는 인큐베이션에 영향을 미치는 외부 요인을 평가했습니다: 온도, 습도, 계란 회전 각도 및 기타 조건. 이 실험 방법은 미세 플라스틱의 생태 독성학에 대한 귀중한 정보와 태아의 발달에 오염 물질의 부작용을 연구하는 새로운 방법을 제공합니다.
Introduction
플라스틱 폐기물의 생산은 2015년에 약 6,300Mt였으며, 그 중 10분의 1은 재활용되었으며 나머지는 불에 타거나 지하에 묻혔습니다. 2050년 1년까지 약 12,000Mt의 플라스틱 폐기물이지하에 묻힐 것으로 추정됩니다. 플라스틱 폐기물에 대한 국제사회의 관심으로 톰슨은 2004년2년에처음으로 미세 플라스틱 개념을 제안했다. 미세 플라스틱(MP)은 입자 직경이 5mm 미만인 작은 입자 플라스틱을 지칭합니다. 현재, 연구자들은 다양한 대륙, 대서양 제도, 내륙 호수, 북극,심해 서식지3,4,5,6,7의해안선에서 의원의 유비쿼터스 존재를감지했다. 따라서, 더 많은 연구원은 의원의 환경 적 위험을 연구하기 시작했다.
유기체는 환경에서 의원을 섭취 할 수 있습니다. 국회의원은 전 세계 233마리의 해양생물(거북이 100%, 물개 종 36%, 고래 59종, 해조류 59%, 해조류 92종, 무척추동물 6종 포함)8. 또한, 의원은 유기체의 소화 시스템을 차단하고, 축적하고, 그들의 보비9에서마이그레이션할 수 있다. 국회의원은 먹이사슬을 통해 전염될 수 있으며, 서식지, 성장 단계, 먹이 주기 습관 및 식량 원천10의변화와 는 다른 섭취가 있는 것으로 나타났다. 일부 연구자들은 해조11의배설물에 의원의 존재를보고, 이는 해조가 의원의 캐리어 역할을 한다는 것을 의미한다. 또한, 의원의 섭취는 일부 유기체의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 의원은 위장관에 얽혀, 따라서 고래의 사망률을 증가(12).
의원만 다른 오염 물질과 유기체에 대 한 공동 독성 효과 뿐만 아니라 유기 체에 독성 효과. 플라스틱 파편의 환경 관련 농도의 섭취는 성인 물고기의 내분비 시스템 기능을 방해 할 수있다(13. 미세 플라스틱의 크기는유기체14,15에의한 그들의 섭취및 축적에 영향을 미치는 중요한 요인 중 하나입니다. 소형 플라스틱, 특히 나노 크기의 플라스틱은 독성이 높은 세포 및 유기체와16,17,18,19의상호 작용하기 쉽다. 나노 입자 크기의 미세 플라스틱이 현재 연구 수준을 초과하지만, 여러 마이크로미터 미만의 크기의 미세 플라스틱의 검출 및 정량화, 특히 환경의 서브미크론 /나노 플라스틱은 여전히 큰 도전이다. 또한 나노 플라스틱은 배아에도 몇 가지 영향을 미칩니다. 폴리스티렌은 단백질과 유전자프로파일(20)을조절하여 성게 배아의 발달을 손상시킬 수 있다.
의원들이 유기체에 미치는 잠재적 영향을 탐구하기 위해, 우리는 이 연구를 실시했습니다. 조류 배아와 인간 배아 사이의 유사성으로 인해, 그들은 일반적으로 혈관 신생 및 항 혈관 신생, 조직 공학, 생체 재료 임플란트 및 뇌 종양22,23,24를포함한 발달 생물학 연구21에 사용됩니다. 조류 배아는 저렴한 비용, 짧은 배양 주기 및 쉬운 작동25,26의장점을 갖는다. 따라서, 우리는 이 연구 결과에 있는 실험적인 동물로 짧은 성장 주기와 메추라기 태아를 선택했습니다. 동시에, 우리는 계란 껍질없는 부화 기술을 사용하여 배아 발달 단계에서 의원에게 노출 된 메추라기 배아의 형태학적 변화를 직접 관찰 할 수 있습니다. 사용된 실험물질은 폴리프로필렌(PP)과 폴리스티렌(PS)이었다. PP와PS(27)는 전 세계적으로 퇴적물과 수문에서 수반되는 중합체 유형의 가장 큰 비중을 차지하기 때문에, 포획된 해양 유기체에서 추출한 가장 일반적인 폴리머 유형은 에틸렌과프로필렌(28)이다. 이 실험 프로토콜은 의원에게 드러난 메추라기 배아에 대한 의원의 독성 효과의 시각적 평가를 위한 전체 프로세스를 설명합니다. 우리는 쉽게 다른 오염 물질의 독성을 검사하기 위해이 방법을 확장 할 수 있습니다 다른 oviparous 동물의 배아 개발에.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 논문은 기본 개발 지수를 검출하여 메추라기 배아 발달을 평가하는 효과적인 실험 방식을 제공합니다. 그러나 이 실험에는 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
첫째, 부화의 후반 단계에서 메추라기 배아의 사망률은 껍질이 없는 부화 때문에 더 높다. 실험 과정에서 정상 단백질 비의 파괴와 같은 인위적으로 통제할 수 없는 요인이 있다. 우리는 실험의 정확성을 보장?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 신장 위구르 자치구의 주요 연구 개발 프로젝트 (2017B03014, 2017B03014-1, 2017B03014-2, 2017B03014-3)에서 지원되었습니다.
Materials
| Multi sample tissue grinder | Shanghai Jingxin Industrial Development Co., Ltd. | Tissuelyser-24 | Grind large-sized plastics into small-sized ones at low temperature |
| Electronic balance | OHAUS corporation | PR Series Precision | Used for weighing |
| Fertilized quail eggs | Guangzhou Cangmu Agricultural Development Co., Ltd. | Quail eggs for hatching without shell | |
| Fluorescent polypropylene particles | Foshan Juliang Optical Material Co., Ltd. | Types of plastics selected for the experiment | |
| Incubator | Shandong, Bangda Incubation Equipment Co., Ltd. | 264 pc | Provide a place for embryo growth and development |
| Nanometer-scale polystyrene microspheres | Xi’an Ruixi Biological Technology Co., Ltd. | 100 nm, 200 nm, 500 nm | Types of plastics selected for the experiment |
| Steel ruler | Deli Group | 20 cm | Used to measure length |
| Vertical heating pressure steam sterilizer | Shanghai Shenan Medical Instrument Factory | LDZM-80KCS-II | Sterilize the experimental articles |
Referências
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