六溴环十二烷(HBCD)是一种脂环族添加型的溴化阻燃剂,广泛用于建材产品、电子设备、纺织物、汽车配件家具等材料中。目前在大气、土壤、水体、生物体,甚至人体中均己检测出HBCD的存在。研究表明HBCD具有生殖毒性、神经毒性和发育毒性等。HBCD的毒性研究主要以小鼠等啮齿类动物和斑马鱼等水生生物作为模式生物,但是HBCD对土壤中无脊椎动物的毒性研究较少。秀丽隐杆线虫是一种生活在土壤的无脊椎动物,在土壤生态系统中具有重要地位。因其生活周期短,生殖能力强及遗传背景清晰等优点,一直以来被应用广泛于毒理学研究。本研究通过以秀丽隐杆线虫作为模式生物,从生理、生化、分子水平,研究HBCD急性暴露、亚急性及慢性暴露对秀丽隐杆线虫的毒性效应,进一步阐明HBCD的毒性效应及作用机制。本研究主要的研究结果如下:(1)200nMHBCD显著降低秀丽隐杆线虫的体长、运动行为水平以及产卵率,其中运动行为是最为敏感的生理指标,并且秀丽隐杆线虫亚急性暴露比急性暴露更加敏感。200 nMHBCD显著提高线虫体内ROS水平和细胞凋亡水平,表明HBCD暴露可能通过氧化损伤和细胞凋亡的途径对线虫产生毒性效应。HBCD亚急性暴露浓度为200 nM时,秀丽隐杆线虫体内绝大部分胁迫相关基因表达量会显著升高,体现了线虫体内的压力应激反应。相关性分析显示,hsp-16.2及sod-3基因表达与毒性效应具有显著的相关性,表明hsp-16.2和sod-3基因可能在HBCD引起毒性效应中占据重要地位。(2)在200 nM HBCD亚急性暴露(F0代)的子代(F1代)中,秀丽隐杆线虫运动行为水平会受到显著降低,且ROS水平和细胞凋亡水平会显著上升,表明HBCD可能通过氧化应激和细胞凋亡的途径对子代产生毒性效应,且毒性效应会从F0代传递到F1代。在200nMHBCD亚急性暴露的子代中,秀丽隐杆线虫体内大部分胁迫相关基因的表达量会显著提高,主要是氧化应激及细胞凋亡相关基因。与F1代秀丽隐杆线虫体内的胁迫基因表达量相比,HBCD能更加显著提高F0代胁迫相关基因表达量,表明压力应激反应在子代得到一定程度的减弱。(3)当HBCD慢性暴露浓度为20nM时,秀丽隐杆线虫的体长和运动行为水平均会显著降低,其中头部摆动频率是最为敏感的生理指标。HBCD慢性暴露浓度为20 nM时,秀丽隐杆线虫体内ROS水平、肠道内脂褐素累积及细胞凋亡水平会显著性上升,并且暴露后的秀丽隐杆线虫经抗氧化剂处理后,其运动行为水平、ROS水平及细胞凋亡水平会得到一定程度的恢复,进一步表明HBCD是通过氧化应激和细胞凋亡的途径对线虫产生毒性效应。当HBCD慢性暴露浓度为20 nM时,秀丽隐杆线虫体内大部分胁迫相关基因表达量会显著提高,其中主要是氧化应激和细胞凋亡相关基因。20 nM HBCD暴露会对sod-3与cep-1两种基因缺陷型突变体产生更加明显的毒性效应,表明sod-3和cep-1基因可能在HBCD导致的慢性毒性效应中占据关键的作用。