两种四环素类兽药抗生素对白菜种子发芽与根伸长抑制 ... - 生态环境学报

生 态 环 境 学 报 2012, 21(6): 1143-1148Ecology and Environmental Scienceshttp://www.jeesci.comE-mail: editor@jeesci.com两 种 四 环 素 类 兽 药 抗 生 素 对 白 菜 种 子 发 芽与 根 伸 长 抑 制 的 毒 性 效 应葛 成 军1, 232, 俞 花 美 , 焦 鹏1. 海 南 大 学 环 境 与 植 物 保 护 学 院 , 海 南 海 口 570228;2. 海 南 低 碳 经 济 政 策 与 产 业 技 术 研 究 院 , 海 南 海 口 570228;3. 中 国 矿 业 大 学 ( 北 京 ) 化 学 与 环 境 工 程 学 院 , 北 京 100083摘 要 : 采 用 土 培 和 水 培 相 结 合 的 方 法 , 在 预 试 验 研 究 的 基 础 上 , 研 究 砖 红 壤 中 不 同 质 量 分 数 金 霉 素 (0~4 000 mg·kg -1 )、 土 霉素 (0~25 000 mg·kg -1 ) 和 水 溶 液 中 不 同 质 量 浓 度 金 霉 素 (0~150 mg·L -1 ) 和 土 霉 素 (0~150 mg·L -1 ) 污 染 对 白 菜 (Brassica pekimensis)种 子 发 芽 的 抑 制 与 毒 性 效 应 。 结 果 表 明 :(1) 当 土 壤 中 添 加 外 源 土 霉 素 时 , 白 菜 种 子 发 芽 率 总 体 呈 下 降 趋 势 。 而 当 添 加 金 霉素 时 , 白 菜 种 子 发 芽 率 在 85% 附 近 波 动 , 与 对 照 相 比 , 并 无 显 著 差 异 (P>0.05)。 而 在 水 培 条 件 下 , 金 霉 素 对 白 菜 发 芽 的 抑 制作 用 大 于 土 霉 素 , 但 并 未 达 显 著 差 异 水 平 (P>0.05)。(2) 白 菜 根 伸 长 量 随 着 土 壤 、 水 溶 液 中 土 霉 素 和 金 霉 素 质 量 分 数 或 质 量浓 度 的 增 加 而 缩 短 , 生 长 均 受 到 抑 制 。 且 与 两 种 抗 生 素 的 质 量 分 数 或 质 量 浓 度 均 表 现 为 极 显 著 的 相 关 性 (P 芽 伸 长 > 发 芽率 。 根 伸 长 抑 制 率 可 作 为 诊 断 土 霉 素 、 金 霉 素 对 土 壤 毒 性 的 敏 感 指 标 , 反 映 土 壤 被 四 环 素 类 抗 生 素 污 染 的 状 况 。(4) 金 霉 素和 土 霉 素 在 水 培 条 件 下 对 白 菜 的 IC 50 值 分 别 为 20.32 和 287.52 mg·L -1 。 而 在 土 壤 中 , 白 菜 对 金 霉 素 和 土 霉 素 的 IC 50 值 分 别 为851.08 和 14 045.75 mg·kg -1 。 说 明 在 土 霉 素 对 白 菜 的 毒 性 作 用 小 于 金 霉 素 , 并 且 2 种 抗 生 素 在 土 壤 中 对 白 菜 根 伸 长 的 抑 制 效应 明 显 低 于 水 溶 液 中 的 抑 制 效 应 , 这 与 土 壤 对 抗 生 素 污 染 有 重 要 的 缓 冲 作 用 有 关 。关 键 词 : 四 环 素 类 抗 生 素 ; 金 霉 素 ; 土 霉 素 ; 白 菜 ; 毒 性 实 验中 图 分 类 号 :X171.5 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :1674-5906(2012)06-1143-06随 着 我 国 集 约 化 养 殖 业 的 发 展 和 畜 禽 粪 便 作为 肥 料 的 大 量 使 用 , 土 壤 中 抗 生 素 污 染 问 题 就 已 受到 人 们 的 普 遍 关 注 。 金 霉 素 (Chlortetracycline, CTC)和 土 霉 素 (Oxytetracycline, OTC) 是 两 种 畜 禽 饲 养 过程 中 常 用 的 四 环 素 类 抗 生 素 , 常 被 添 加 到 动 物 饲 料中 , 以 预 防 、 治 疗 动 物 疾 病 和 促 进 动 物 生 长 , 且 常以 原 药 形 态 排 出 体 内 。 四 环 素 类 兽 药 抗 生 素 不 断 地进 入 土 壤 环 境 , 从 而 导 致 其 在 土 壤 中 积 累 并 对 土 壤生 态 环 境 产 生 影 响 [1-2] 。 目 前 , 国 内 外 已 有 关 于 抗 生素 在 植 物 、 农 作 物 生 态 毒 性 方 面 的 报 道 [3-8] 。 土 壤 中四 环 素 类 药 物 的 植 物 毒 性 研 究 亦 引 起 学 者 的 广 泛关 注 [7-10] , 但 大 多 集 中 于 水 生 生 物 的 研 究 和 非 热 带土 壤 的 作 物 毒 性 研 究 。 兽 药 胁 迫 下 对 热 带 土 壤 中 的蔬 菜 种 子 的 毒 性 影 响 尚 少 见 报 道 。植 物 种 子 在 抗 生 素 的 污 染 条 件 下 能 否 正 常 发芽 是 植 物 能 否 在 受 污 染 的 土 壤 中 生 长 的 先 决 条 件 。在 生 态 毒 理 学 研 究 中 , 植 物 种 子 发 芽 和 生 长 以 及 芽长 等 指 标 在 外 源 化 合 物 胁 迫 下 的 效 应 已 被 国 内 外诸 多 学 者 采 用 [11-14] 。 故 本 文 以 金 霉 素 (CTC) 和 土 霉素 (OTC)2 种 不 同 的 四 环 素 类 抗 生 素 为 供 试 污 染 物 ,以 白 菜 为 测 试 生 物 , 通 过 白 菜 种 子 在 2 种 不 同 的 介质 中 ( 包 括 水 溶 液 和 砖 红 壤 ) 的 萌 发 试 验 研 究 此 类 抗生 素 的 生 态 毒 性 , 为 四 环 素 类 抗 生 素 污 染 土 壤 的 生态 风 险 评 价 提 供 依 据 。1 材 料 与 方 法1.1 供 试 材 料供 试 土 壤 采 自 海 南 大 学 儋 州 校 区 橡 胶 园 地 , 为发 育 自 花 岗 岩 的 旱 地 砖 红 壤 。 供 试 土 壤 均 为 表 土(0~20 cm), 土 壤 采 集 后 风 干 、 磨 碎 、 过 2 mm 尼 龙筛 备 用 。 土 壤 理 化 性 质 和 抗 生 素 含 量 见 表 1。 土 壤理 化 性 质 的 测 定 均 采 用 国 家 标 准 方 法 进 行 。 土 霉 素和 金 霉 素 的 测 定 参 考 文 献 [15]。pH w( 全 氮 )/%表 1 供 试 土 壤 的 理 化 性 质Table 1 Physical and chemical propertiesof tropical soils for plant toxicityw( 全 磷 )/%w( 全 钾 )/%w( 有 机 质 )/%w( 土 霉 素 )/(μg·kg -1 )w( 金 霉 素 )/(μg·kg -1 )5.31 4.21 0.15 0.76 2.98 nd ndnd 为 低 于 检 测 限供 试 作 物 为 白 菜 (Brassica pekimensis) 购 自 广 西玉 林 市 红 生 种 子 经 营 部 , 采 购 后 手 选 去 除 杂 物 和 发育 不 良 的 种 子 。基 金 项 目 : 海 南 省 自 然 科 学 基 金 项 目 (809003); 海 南 大 学 科 研 启 动 基 金 资 助 项 目 (kyqd1068); 海 南 大 学 青 年 基 金 项 目 (qnjj1013)作 者 简 介 ( 通 讯 作 者 ): 葛 成 军 (1977 年 生 ), 男 , 副 教 授 , 博 士 , 主 要 研 究 持 久 性 有 机 污 染 物 的 环 境 行 为 等 方 向 。E-mail:gcj3007@163.com收 稿 日 期 :2012-05-10

1144 生 态 环 境 学 报 第 21 卷 第 6 期 (2012 年 6 月 )试 验 所 用 的 主 要 仪 器 有 受 控 智 能 人 工 气 候 培养 箱 ( 杭 州 钱 江 ZRX-300D),9 cm 硬 质 玻 璃 培 养 皿 ,无 灰 定 性 滤 纸 。盐 酸 土 霉 素 ( 纯 度 96%) 购 自 华 曙 制 药 集 团 , 盐酸 金 霉 素 ( 纯 度 98%) 购 自 浦 城 正 大 生 化 有 限 公 司 ;试 验 用 水 为 Spring-S60i+PALL 超 纯 水 系 统 制 备 。1.2 试 验 方 法1.2.1 预 备 试 验(1) 土 培 试 验准 确 称 取 50.00 g 土 壤 于 玻 璃 培 养 皿 (9 cm) 中 ,添 加 质 量 分 数 为 几 何 级 数 设 置 的 抗 生 素 溶 液 , 用 玻璃 棒 搅 拌 均 匀 , 此 时 其 土 壤 水 分 质 量 分 数 约 为 最 大持 水 量 的 60%。 当 抗 生 素 质 量 分 数 过 大 时 , 采 用 以下 方 法 进 行 : 将 抗 生 素 与 少 量 土 壤 混 合 , 再 逐 次 递增 土 壤 , 多 次 混 合 使 其 均 匀 染 毒 , 调 节 土 壤 水 分 质量 分 数 。 土 壤 染 毒 后 , 置 于 人 工 气 候 培 养 箱 中 ,(25±0.5) ℃ 下 平 衡 2 d 后 , 用 医 用 摄 子 将 种 子 均 匀播 种 于 土 壤 中 ( 应 尽 量 保 持 种 子 胚 根 末 端 与 其 生 长方 向 呈 直 线 ), 加 盖 后 置 于 人 工 气 候 培 养 箱 中 ,(25±0.5) ℃ 暗 处 培 养 , 培 养 时 间 为 72 h。(2) 水 培 试 验移 取 3 mL 不 同 质 量 浓 度 的 抗 生 素 溶 液 于 铺 有一 层 定 性 滤 纸 的 9 cm 规 格 的 玻 璃 培 养 皿 中 。 用 医用 镊 子 将 种 子 均 匀 排 列 其 中 , 注 意 保 持 种 子 胚 根 末端 与 生 长 方 向 呈 直 线 。 每 个 培 养 皿 放 置 15 粒 , 盖好 培 养 皿 并 于 电 子 天 平 上 称 质 量 , 记 录 原 始 质 量后 , 置 于 受 控 智 能 人 工 气 候 培 养 箱 中 ,(25±0.5) ℃暗 处 培 养 。 每 日 用 称 重 法 加 水 保 持 恒 重 以 补 充 所 蒸发 的 水 分 , 在 保 持 溶 液 中 抗 生 素 质 量 浓 度 恒 定 条 件下 进 行 发 芽 培 养 [16] 。当 对 照 种 子 发 芽 率 趋 于 稳 定 ( 发 芽 率 >80%), 根长 度 约 20 mm 时 , 预 备 试 验 结 束 。 种 子 发 芽 和 根 伸长 抑 制 率 (IC) 达 到 10%~60% 范 围 , 方 可 开 始 正 式 试验 , 并 以 此 作 为 确 定 抗 生 素 质 量 浓 度 梯 度 的 依 据 。1.2.2 正 式 试 验基 于 预 备 试 验 的 结 论 , 在 IC 10 ~IC 60 的 区 间 内 ,设 置 6 种 抗 生 素 质 量 分 数 ( 质 量 浓 度 )。 抗 生 素 污 染胁 迫 下 对 白 菜 的 毒 性 效 应 实 验 设 计 如 表 2 所 示 。 每个 处 理 为 15 粒 种 子 , 每 个 处 理 共 设 3 个 重 复 , 同时 设 置 空 白 对 照 , 具 体 方 法 同 1.2.1。 试 验 中 定 期 观察 种 子 发 芽 数 、 根 长 和 芽 长 等 毒 理 指 标 , 并 对 质 量分 数 ( 质 量 浓 度 ) 和 抑 制 率 关 系 进 行 回 归 分 析 。1.3 指 标 测 定 与 方 法本 文 选 择 发 芽 率 、 芽 伸 长 、 根 伸 长 及 相 应 的 抑制 率 等 指 标 进 行 毒 理 学 研 究 。 具 体 计 算 同 文 献 [17] 。1.4 统 计 分 析 方 法本 研 究 采 用 国 际 通 用 SAS 统 计 软 件 和表 2 抗 生 素 污 染 质 量 分 数 和 质 量 浓 度 配 制Table 2 Concentration of antibiotic介 质 药 品 含 量ρ( 水 溶 金 霉 素 0、10、30、50、70、100、150液 )/(mg·L -1 )土 霉 素 0、10、30、50、70、100、150w( 土 壤 )/ 金 霉 素 0、250、500、1 000、1 500、2 000、3 000、4 000(mg·kg -1 ) 土 霉 素 0、1 000、2 500、5 000、10 000、15 000、25 000Microsoft Excel 软 件 进 行 实 验 数 据 的 处 理 及 相 关 统计 分 析 , 采 用 Duncan 法 进 行 多 重 比 较 检 验 处 理 间差 异 程 度 。 统 计 软 件 进 行 模 型 拟 合 , 计 算 IC 50 值 。2 结 果 与 分 析2.1 抗 生 素 对 白 菜 发 芽 率 的 影 响本 研 究 选 择 水 培 和 土 培 两 种 方 法 比 较 典 型 四环 素 类 抗 生 素 ( 金 霉 素 和 土 霉 素 ) 污 染 对 白 菜 发 芽 的影 响 。 图 1 可 知 , 当 土 壤 中 添 加 外 源 土 霉 素 时 , 白菜 种 子 发 芽 率 总 体 呈 下 降 趋 势 。 而 当 添 加 金 霉 素时 , 白 菜 种 子 发 芽 率 在 85% 附 近 波 动 , 与 对 照 相 比 ,并 无 显 著 差 异 (P>0.05)。 在 水 培 条 件 下 ( 图 2), 金 霉素 对 白 菜 的 抑 制 作 用 大 于 土 霉 素 , 但 并 未 达 显 著 差异 水 平 (P>0.05)。 土 霉 素 和 金 霉 素 对 发 芽 率 的 影 响均 不 甚 明 显 , 这 可 能 与 种 子 萌 发 的 淀 粉 酶 等 有 关 ,也 可 能 是 种 皮 对 这 两 种 化 合 物 有 一 定 的 屏 障 作 用 。发 芽 率发 芽 率100%80%60%40%20%0%100%80%60%40%20%0%0250010002500500100015002000w (CTC)/(mg•kg -1 )w (OTC)/(mg•kg -1 )300040005000100001500025000图 1 土 培 条 件 下 土 霉 素 和 金 霉 素 对 白 菜 发 芽 率 的 影 响Fig.1 Effect of OTC and CTC on the seed germinationrate of cabbage in soils图 2 水 培 条 件 下 土 霉 素 和 金 霉 素 对 白 菜 发 芽 率 的 影 响Fig.2 Effect of OTC and CTC on the seed germinationrate of cabbage in water

葛 成 军 等 : 两 种 四 环 素 类 兽 药 抗 生 素 对 白 菜 种 子 发 芽 与 根 伸 长 抑 制 的 毒 性 效 应 1145图 3 土 培 和 水 培 条 件 下 2 种 抗 生 素 对 白 菜 根 伸 长 的 影 响Fig.3 Effect of OTC and CTC in soils and water on root growth of cabbage2.2 抗 生 素 污 染 对 白 菜 根 伸 长 的 影 响由 图 3 可 见 , 白 菜 根 伸 长 量 随 着 土 壤 、 水 溶 液中 土 霉 素 和 金 霉 素 质 量 分 数 ( 质 量 浓 度 ) 的 增 加 而 缩短 , 生 长 均 受 到 抑 制 。分 别 以 白 菜 根 伸 长 指 标 与 两 种 抗 生 素 的 质 量分 数 ( 质 量 浓 度 ) 为 自 变 量 和 因 变 量 , 利 用 SAS 软 件进 行 统 计 回 归 分 析 , 结 果 如 表 3 所 示 。 无 论 是 水 培还 是 土 培 条 件 下 , 二 者 均 为 极 显 著 的 对 数 相 关(P

1146 生 态 环 境 学 报 第 21 卷 第 6 期 (2012 年 6 月 )强 的 缓 冲 能 力 有 关 。 土 壤 对 此 类 抗 生 素 有 强 烈 的 吸附 作 用 , 从 而 使 之 不 易 向 土 壤 水 溶 液 中 释 放 迁 移 ,从 而 降 低 其 生 物 有 效 性 [18] 。 在 水 培 中 , 同 一 质 量 浓度 条 件 下 , 两 种 外 源 抗 生 素 对 白 菜 根 伸 长 抑 制 率 表现 为 : 金 霉 素 > 土 霉 素 。目 前 , 经 常 采 用 植 物 的 IC 50 值 来 评 价 污 染 物 的生 态 毒 性 强 弱 [19-20] 。 本 研 究 中 ( 表 4), 水 培 条 件 下 白菜 对 金 霉 素 的 IC 50 值 为 20.32 mg·L -1 , 而 对 土 霉 素的 质 量 浓 度 为 287.52 mg·L -1 , 这 进 一 步 说 明 在 水 溶液 中 金 霉 素 对 白 菜 根 伸 长 的 毒 害 作 用 强 于 土 霉 素 。在 土 壤 中 , 白 菜 对 金 霉 素 的 IC 50 值 分 别 为 851.08mg·kg -1 , 而 对 土 霉 素 的 质 量 分 数 为 14 045.75mg·kg -1 , 说 明 在 土 壤 中 土 霉 素 对 白 菜 的 毒 性 作 用 小于 金 霉 素 。 同 时 , 介 质 类 型 明 显 影 响 污 染 物 的 IC 50 ,土 壤 中 的 IC 50 显 著 大 于 水 溶 液 中 IC 50 , 说 明 热 带 土壤 对 土 霉 素 具 有 很 强 的 缓 冲 作 用 从 而 降 低 了 作 物对 污 染 物 的 敏 感 性 。表 4 2 种 抗 生 素 在 水 溶 液 和 热 带 土 壤 中 的 IC50 值Table 4 Influence of CTC and OTC on IC 50 in water and tropical soils介 质ρ/( 水 溶 液 )/(mg·L -1 )w/( 砖 红 壤 )/(mg·kg -1 )土 霉 素287.5214 045.75白 菜金 霉 素20.32851.082.4 抗 生 素 对 白 菜 种 子 发 芽 和 根 伸 长 抑 制 率 的 影响 比 较由 图 5 可 知 , 白 菜 的 根 伸 长 抑 制 率 与 外 源 抗 生素 质 量 分 数 成 正 比 ; 而 发 芽 抑 制 率 呈 现 无 规 律 变化 。 对 于 土 霉 素 来 说 , 芽 长 抑 制 率 大 于 根 长 抑 制 率 ,但 随 着 外 源 OTC 质 量 分 数 的 增 加 , 两 者 间 的 差 异不 断 减 少 。 另 外 , 外 源 OTC 对 于 白 菜 芽 伸 长 的 影响 并 不 显 著 ; 而 对 于 金 霉 素 来 说 , 芽 长 抑 制 率 总 体小 于 根 长 抑 制 率 。由 图 5 的 相 关 性 分 析 可 见 , 白 菜 根 伸 长 抑 制 率与 土 霉 素 或 金 霉 素 的 质 量 分 数 有 极 好 的 相 关 性(R 2 =0.969 0,0.810 9), 而 出 芽 抑 制 率 与 土 霉 素 或 金霉 素 的 质 量 分 数 间 的 相 关 性 较 差 (R 2 =0.652 3 ,0.305 7)。 种 子 在 发 芽 过 程 中 除 受 外 源 化 合 物 或 环 境条 件 胁 迫 外 , 还 可 从 胚 内 获 得 养 分 。 仅 在 外 源 污 染物 质 量 分 数 较 高 时 或 环 境 条 件 极 其 恶 劣 时 才 对 种子 萌 发 完 全 或 严 重 抑 制 。 土 壤 污 染 对 种 子 的 毒 害 作用 被 部 分 掩 盖 , 可 能 是 影 响 种 子 发 芽 对 污 染 物 敏 感的 原 因 之 一 。 种 子 在 发 芽 阶 段 , 种 子 体 内 各 类 与 萌发 有 关 的 重 要 的 酶 如 蛋 白 酶 和 肽 酶 等 纷 纷 活 化 , 将贮 藏 于 种 子 内 的 淀 粉 、 蛋 白 质 和 脂 肪 分 解 用 于 合 成幼 根 、 幼 苗 的 细 胞 组 成 成 分 。 这 一 过 程 中 种 子 发 芽受 到 土 壤 环 境 中 污 染 物 抗 生 素 的 影 响 较 小 , 但 是 作物 根 系 从 发 芽 开 始 一 直 生 长 于 土 壤 中 , 土 壤 条 件 对作 物 生 长 发 育 的 影 响 较 大 , 因 此 , 根 对 土 壤 污 染 的反 应 更 敏 感 和 直 接 。 这 一 结 果 与 前 人 的 研 究 结 果 相似 [21-22] 。在 外 源 污 染 物 存 在 时 , 导 致 根 伸 长 受 阻 , 可 能是 污 染 物 抑 制 了 土 壤 中 的 微 生 物 活 性 , 使 土 壤 中 营养 物 质 转 化 受 阻 , 影 响 作 物 根 对 营 养 物 质 的 吸 收 ,导 致 作 物 根 尖 细 胞 有 丝 分 裂 数 明 显 减 少 , 分 裂 速 度减 慢 , 从 而 导 致 根 伸 长 受 限 制 [23] 。 另 外 , 两 种 抗 生素 本 身 在 土 壤 环 境 中 的 环 境 行 为 ( 如 吸 附 、 降 解 等 )存 在 差 异 , 导 致 其 生 物 有 效 性 不 同 , 进 而 可 表 现 出对 作 物 毒 性 的 差 异 。3 结 论(1) 在 实 验 设 置 的 质 量 分 数 ( 质 量 浓 度 ) 范 围内 , 金 霉 素 和 土 霉 素 对 白 菜 幼 芽 各 部 分 的 毒 害 作用 不 同 。 金 霉 素 和 土 霉 素 对 白 菜 种 子 萌 发 的 毒 作用 差 别 不 明 显 , 对 芽 长 和 根 长 的 毒 作 用 差 别 比 较大 。 金 霉 素 对 白 菜 芽 伸 长 和 根 伸 长 的 抑 制 作 用 稍强 于 土 霉 素 。(2) 抗 生 素 在 土 壤 中 的 生 态 毒 性 效 应 明 显 低 于水 溶 液 , 这 可 能 与 土 壤 对 抗 生 素 有 很 强 的 缓 冲 作 用有 关 。(3) 金 霉 素 和 土 霉 素 对 供 试 作 物 的 生 态 毒 性 敏感 性 表 现 为 : 根 伸 长 > 芽 伸 长 > 发 芽 率 。 白 菜 根 伸 长抑 制 率 与 金 霉 素 、 土 霉 素 的 质 量 分 数 ( 质 量 浓 度 ) 有极 好 的 相 关 性 , 芽 伸 长 抑 制 率 次 之 , 发 芽 率 抑 制 率最 差 。 根 伸 长 抑 制 率 可 作 为 诊 断 土 霉 素 、 金 霉 素 对土 壤 毒 性 的 敏 感 指 标 , 反 映 土 壤 被 四 环 素 类 抗 生 素污 染 的 状 况 。抑 制 率100%80%60%40%20%0%OTC R 2 = 0.6523R 2 = 0.9690 根 伸 长芽 伸 长抑 制 率80%60%40%20%0%CTCR 2 = 0.8109根 伸 长R 2 = 0.3057芽 伸 长0 10000 20000 30000w ( 抗 生 素 )/(mg•kg -1 )0 1000 2000 3000 4000 5000w ( 抗 生 素 )/(mg•kg -1 )图 5 土 培 条 件 下 土 霉 素 和 金 霉 素 对 白 菜 种 子 发 芽 和 根 长 抑 制 率 的 影 响Fig. 5 Influence of OTC and CTC on inhibition rate of seed germination and root elongation of cabbage in soils

葛 成 军 等 : 两 种 四 环 素 类 兽 药 抗 生 素 对 白 菜 种 子 发 芽 与 根 伸 长 抑 制 的 毒 性 效 应 1147(4) 土 培 条 件 下 , 不 同 抗 生 素 对 供 试 作 物 的 芽 长和 根 伸 长 抑 制 效 应 存 在 差 异 。 白 菜 根 伸 长 抑 制 率 与两 种 抗 生 素 的 质 量 分 数 有 极 好 的 相 关 性 , 但 出 芽 抑制 率 则 相 反 。 这 可 能 与 不 同 化 合 物 的 结 构 组 成 对 其生 物 有 效 性 的 降 低 程 度 不 同 有 关 。参 考 文 献 :[1] 鲍 艳 宇 . 四 环 素 类 抗 生 素 在 土 壤 中 的 环 境 行 为 及 生 态 毒 性 研 究 [D].南 开 大 学 : 南 开 大 学 博 士 后 工 作 报 告 , 2008.[1] BAO Yanyu. Environmental behavior and eco-toxicity of tetracyclineantibiotics in soils[D]. Postdoctoral Research Report of NankaiUniversity, 2008.[2] 孔 维 栋 , 朱 永 官 . 抗 生 素 类 兽 药 对 植 物 和 土 壤 微 生 物 的 生 态 毒 理 学效 应 研 究 进 展 [J]. 生 态 毒 理 学 报 , 2007, 2(1): 1-9.[2] KONG Weidong, ZHU Yongguan. A review on ecotoxicology ofveterinary pharmaceuticals to plants and soil microbes[J]. AsianJournal of Ecotoxicology, 2007, 2(1): 1-9.[3] MIGLIORE L, BRAMBILLA G, COZZOLINO S, et al. Effect onplants of sulphadimethoxine used in intensive farming (Panicummiliaceum, Pisum sativum and Zea mays) [J]. 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1148 生 态 环 境 学 报 第 21 卷 第 6 期 (2012 年 6 月 )Toxicological effects of two tetracycline antibiotics on the inhibition of seedgermination and root elongation of Chinese cabbagesGE Chengjun 1,2 , YU Huamei 3 , JIAO Peng 21. College of Environment and Plant Protection, Hainan University, Haikou 570228, China; 2. Low carbon Institute of Hainan(China), Haikou 570228, China;3. School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083Abstract: The individual chlorotetracycline and oxytetracycline pollution on the inhibition rates of seed germination andEco-toxicity effects of Chinese cabbages (Brassica pekimensis) were tested with antibiotics spiked into the water and soils. Theconcentration of chlorotetracycline(soil: 0~4 000 mg·kg -1 ; water solution: 0~150 mg·L -1 ) and oxytetracycline(soil: 0~25 000 mg·kg -1 ;water solution: 0~150 mg·L -1 ) was determined based on the pre-experiments. Results showed germination rate, root elongation andshoot elongation had eco-toxicity sensibility due to chlorotetracycline and oxytetracycline stress. The germination rate of Chinesecabbages showed downtrend with exogenous oxytetracycline amendment. However, it slightly fluctuated around 85% withchlorotetracycline amendment, which didn`t appear significant difference (P>0.05) compared with the control. Although there was nosignificant difference (P>0.05), chlorotetracycline showed stronger inhibition on germination of Chinese cabbages thanoxytetracycline under hydroponic culture conditions. The growth of Chinese cabbages was inhibited with addition of oxytetracyclineand chlorotetracycline, shown as shortened root elongation with the increase of concentrations of oxytetracycline andchlorotetracycline in soil and solution. The root elongation of Chinese cabbages was significantly related with concentrations of thosetwo antibiotics. Sequence orders was root elongation > shoot elongation > germination rate, in which the control rate of rootelongation was better index for evaluating 2 kinds of antibiotics eco-toxicity. Chlorotetracycline and oxytetracycline in water solutionon IC50 of root elongation was 20.32 mg·L -1 , 287.52 mg·L -1 , respectively in soil was 851.08 mg/kg, 14 045.75 mg·kg -1 , whichindicated that the toxicity effect of oxytetracycline on vegetable was less than chlorotetracycline. Meanwhile, the inhibition effects ofantibiotics on the root elongation of Chinese cabbages in soils were much lower than that in water, indicating that soils played animportant role of buffering on antibiotics pollution.Key words: tetracycline; chlorotetracycline; oxytetracycline; Chinese cabbages; toxicity