四溴双酚A(TetrabromobisphenolA,TBBPA)作为使用量最大的溴系阻燃剂被广泛地应用于日常生活及工业生产中,含有TBBPA的产品在生产、使用及处理的过程中由于挥发作用及不规范的处理从而造成其进入到水体、土壤及大气等环境介质中,甚至在人体血液及组织中均有检出。国内外学者研究发现TBBPA对水生生物具有内分泌干扰毒性、神经毒性及生殖发育毒性等。然而有关于TBBPA对无脊椎动物的研究较少,并且缺乏全面的毒性效应评估及深入的作用机理研究。秀丽隐杆线虫作为模式生物,因具有生命周期短、通体透明、拥有302个可全部被识别的神经元并且遗传背景清晰与人类高度同源等优点,被广泛地应用于生态毒理学研究及环境暴露评价中。本论文选用秀丽隐杆线虫作为受试生物,从生理、生化、分子及个体层面系统地研究TBBPA暴露对秀丽隐杆线虫的毒性效应及分子机理,包括:TBBPA慢性暴露对秀丽隐杆线虫的长期毒性效应;TBBPA对母代秀丽隐杆线虫急性暴露子代正常培养,研究代际间秀丽隐杆线虫的神经毒性效应;TBBPA亚急性暴露对秀丽隐杆线虫的神经毒性效应及分子机理;环境暴露模型下TBBPA对秀丽隐杆线虫的生态毒性。本研究主要结论如下:(1)TBBPA对秀丽隐杆线虫慢性暴露可显著抑制其生长发育能力、局部运动能力及摄食行为能力。身体弯曲所代表的局部运动能力是最为敏感的指标,在1μg/L的剂量下暴露3天后和5天后可造成线虫身体弯曲的显著性负面反应,而在0.1 μg/L的剂量下暴露10天后即可造成线虫身体弯曲的显著性降低。暴露10天后,随着暴露浓度的增加,线虫体内ROS水平累积逐渐加剧,SOD酶及CAT酶的活性逐渐升高,经皮尔逊相关性分析表明氧化损伤是造成线虫长期毒性效应的主要途径之一。暴露10天后,存在15种胁迫相关基因的表达量显著性上调。根据GA186和VC754两种基因缺陷的突变体品系秀丽隐杆线虫的毒性效应进一步证明了sod-3和ctl-2基因调控了秀丽隐杆线虫的氧化应激反应。(2)TBBPA对母代(Generation 1,G1)秀丽隐杆线虫急性暴露,子代(Generation 2,G2)线虫自然培养未暴露,1000μg/L的暴露剂量会对两代线虫的生殖能力、局部运动能力及爬行运动能力均发生显著性负面作用。其中最为敏感的为身体弯曲代表的局部运动能力,1 μg/L和100 μg/L的TBBPA可分别对G1代和G2代秀丽隐杆线虫的身体弯曲造成显著的负面效应。通过对DA1240、BZ555及EG1285三种转基因品系秀丽隐杆线虫的研究,发现与运动行为相关的多巴胺能神经元、γ-氨基丁酸能神经元和谷氨酸能神经元在G1代线虫体内发生显著性损伤但不具有遗传效应。氧化应激相关指标(ROS水平、MDA含量、SOD酶和CAT酶)及20种胁迫相关基因的表达响应在G2代线虫体内与G1代线虫体内相比明显减弱。结合皮尔逊相关性分析,发现氧化应激及胁迫相关基因不仅与生物学神经毒性效应相关,而且可以通过母代影响子代。(3)TBBPA对秀丽隐杆线虫亚急性暴露可导致其生长发育、局部运动能力、爬行运动能力及摄食行为能力显著性抑制。其中,与慢性暴露及代际作用不同的是,头部摆动所代表的局部运动能力是神经行为最为敏感的指标,在1 μg/L的剂量下即可造成显著性负面反应。ROS含量、CAT酶及SOD酶在0.1 μg/L的浓度以上均发生显著性累积。通过转录组高通量测序发现存在157个差异表达基因(Foldchange>1.5,p-value<0.05),经 Gene Ontology(GO)和 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析得到背腹轴形成通路主要参与调控秀丽隐杆线虫经TBBPA亚急性暴露下的神经行为;细胞色素P450通路及谷胱甘肽S-转移代谢通路主要负责调控解毒效应,经qRT-PCR近一步验证,基因cyp-13A7,cyp-13A10,cyp-13A12,cyp-13C1和基因gst-21、gst-33,gst-44分别参与到上述两条通路中。VC40突变体品系秀丽隐杆线虫证明了基因cyp-13A7主要负责TBBPA暴露下的解毒机制。(4)TBBPA环境暴露模型下可造成秀丽隐杆线虫生理、生化、分子及个体水平上的显著性负面效应。线虫的生长发育、局部运动能力及摄食行为能力随着TBBPA暴露剂量的增加所呈现的负面效应逐渐加剧,暴露10天后线虫的局部运动能力及摄食行为能力与暴露5天后相比在低剂量浓度下均有所恢复,表现出适应性反应。暴露10天后,10～100 μg/L处理组内线虫的ROS含量及CAT酶发生显著性累积,且20个胁迫相关基因的表达量均呈现显著上调。在个体水平上,10 μg/L的TBBPA暴露会造成线虫个体数目的显著减少。结合皮尔逊相关性分析,氧化应激是造成秀丽隐杆线虫在环境暴露模型下毒性效应的重要诱因。综上所述,本研究发现TBBPA会对秀丽隐杆线虫造成生殖发育毒性、神经毒性及生态毒性效应。头部摆动及身体弯曲所代表的局部运动能力对TBBPA最为敏感,氧化应激是造成秀丽隐杆线虫生物学负面效应的重要诱因,背腹轴形成通路主要参与调控线虫的神经行为,细胞色素P450通路及谷胱甘肽S-转移代谢代谢通路主要负责调控解毒机制。