邻苯二甲酸酯类化合物对翡翠贻贝、红鳍笛鲷和紫红笛鲷的毒性效应

论文摘要

邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）作为在工业中大量使用的人工合成有机物,其对水生生物的潜在毒性隐患已引起了人们的广泛关注,对其毒性毒理研究也成为目前环境科学研究中的一个热门问题。本研究以工业生产中使用量最大的两种PAEs（邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二乙基己酯（DEHP））为研究对象,以南海区重要的经济养殖水产品（翡翠贻贝、红鳍笛鲷、紫红笛鲷）作为实验生物,利用生物体的抗氧化指标（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、丙二醛（MDA））,乙酰胆碱酯酶（AChE）,代谢酶解毒酶EROD以及功能基因CYP1A作为指标,并利用组织切片观察了DBP胁迫对鱼类组织的损伤情况,探讨了PAEs对海洋生物的毒性效应,为阐明PAEs对不同海洋生物的影响及作用机理提供参考数据。研究结果如下:1、DBP、DEHP对翡翠贻贝内脏团和外套膜中的SOD、CAT活性存在明显的胁迫效应。DBP胁迫下翡翠贻贝内脏团中的SOD、CAT活性主要表现被抑制;外套膜中的SOD活性主要表现为先抑制后诱导（P<0.05）,CAT活性变化波动较大,规律不明显。DEHP胁迫下翡翠贻贝内脏团SOD活性表现为先诱导升高后被抑制降低（P<0.05）,CAT活性则表现为先被抑制降低后诱导升高;DEHP胁迫初期外套膜中的SOD活性在低浓度组受到抑制,高浓度组被诱导,4d后SOD活性逐渐恢复对照组水平。MDA在DBP、DEHP胁迫过程中都有明显的增加,表明PAEs导致海洋贝类脂质过氧化损伤。翡翠贻贝在PAEs胁迫结束移入清洁海水后,其抗氧化酶和MDA含量的变化在DBP胁迫实验中能在较短的时间内恢复,恢复情况较DEHP好,表明DBP长期胁迫引起的毒性损伤较DEHP轻。2、急性毒性实验结果表明,DBP对红鳍笛鲷幼鱼的96hLC50为6.66 mg·L-1,安全浓度为2.02 mg·L-1;DEHP的96hLC50为10.73 mg·L-1,安全浓度为3.01 mg·L-1;从毒性上判断这两种PAEs化合物对红鳍笛鲷幼鱼都属于高毒物质,且在水体中DBP对生物的毒性高于DEHP,认为与这两种PAEs在水体中的溶解性有关。3、DBP对红鳍笛鲷肝脏和鳃组织中的SOD活性表现为先诱导后抑制,具有明显的时间-效应。DEHP胁迫下红鳍笛鲷肝脏中的SOD活性也被明显诱导（P<0.05）,鳃中则表现为先诱导后抑制。两种PAEs胁迫下红鳍笛鲷肝脏和鳃组织内的MDA都有显著的升高（P<0.05）,表明PAEs能在短时间内对生物体产生氧化胁迫效应,造成脂质过氧化损伤。另外,两种PAEs胁迫下红鳍笛鲷幼鱼脑组织AChE活性表现为一段时间后受到极为明显的诱导,表明PAEs对海水鱼类神经传导具有明显的刺激,AChE是一种对PAEs胁迫具有很强的指示性的指标。4、DBP胁迫下紫红笛鲷肝脏组织中的POD活性被显著诱导,鳃中则被抑制。肝脏和鳃组织中的GST活性在DBP胁迫下发现明显的变化,15d后0.5 mg·L-1浓度组被显著诱导。5、紫红笛鲷肝脏中的代谢酶EROD活性在7d后相对于对照组活性升高,15d后又受抑制降低;而鳃中的EROD活性在3d、7d都表现为低于对照组,15d后才相对于对照组升高。EROD活性变化“时间-效应”明显。研究也表明肝脏组织中的EROD活性高于鳃,变化也更敏感。本研究从紫红笛鲷肝脏和鳃中克隆得出了CYP1A cDNA序列,序列分析表明了该基因为CYP1A亚家族成员。利用qRT-PCR定量检测DBP胁迫紫红笛鲷肝脏和鳃mRNACYP1A表达水平变化的结果表明,在DBP胁迫肝脏CYP1A mRNA表达先受到显著抑制其后被诱导最后又被抑制,鳃中则先抑制后诱导,这与EROD酶的结果基本一致,但与抗氧化酶间的关系不明显。6、DBP长期胁迫下紫红笛鲷肝脏和鳃组织结构发生了明显的改变,肝脏细胞出现肿大,细胞质中出现空泡,少数细胞核有变形的现象,脂肪粒沉积;鳃中鳃小片发生明显的肿胀、融合、卷曲变形、坏死脱落。7、DBP对翡翠贻贝造成的损伤较DEHP轻,而其对鱼类的毒性却高于DEHP;翡翠贻贝内脏团对PAEs胁迫指示性较外套膜高;鱼类肝脏组织内的抗氧化防御体系指示性较鳃高,其肝脏组织中的EROD酶和CYP1A基因表达变化较鳃组织敏感,脑组织中的AChE则是PAEs的指示性指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1 邻苯二甲酸酯类化合物概述
• 2 PAEs 污染及环境中的来源
• 3 PAEs 对水生生物的毒性作用
• 4 评价污染物毒性效应的常用指标
• 4.1 抗氧化酶
• 4.2 乙酰胆碱酯酶
• 4.3 细胞色素P450
• 4.4 组织病理
• 4.5 DNA 损伤
• 5 本研究的目的和意义
• 第二章 PAEs 对翡翠贻贝的毒性效应
• 第一节 DBP 对翡翠贻贝的毒性效应
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 急性毒性实验
• 1.3 慢性毒性实验
• 1.3.1 实验方法
• 1.3.2 酶活及MDA 含量测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 DBP 对翡翠贻贝内脏团和外套膜的SOD 活性的影响
• 2.1.1 DBP 胁迫对翡翠贻贝内脏团和外套膜SOD 活性的影响
• 2.1.2 DBP胁迫解除后翡翠贻贝内脏团和外套膜SOD活性的变化
• 2.2 DBP 对翡翠贻贝内脏团和外套膜的CAT 活性的影响
• 2.2.1 DBP 胁迫对翡翠贻贝内脏团和内脏团CAT 活性的影响
• 2.2.2 DBP 胁迫解除后翡翠贻贝内脏团和外套膜CAT 活性的变化
• 2.3 DBP 对翡翠贻贝MDA 含量的影响
• 2.3.1 DBP 对翡翠贻贝内脏团MDA 含量的影响
• 2.3.2 DBP 胁迫解除后翡翠贻贝内脏团和外套膜MDA 含量的变化
• 3 讨论
• 3.1 DBP 对翡翠贻贝体内生化指标的响应
• 3.2 DBP 污染解除后翡翠贻贝体内生化指标的响应
• 3.3 翡翠贻贝不同组织对DBP 胁迫响应的差异性
• 第二节 DEHP 对翡翠贻贝的毒性效应
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 急性毒性实验
• 1.3 慢性毒性实验
• 1.3.1 实验方法
• 1.3.2 酶活及MDA 含量测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 DEHP 对翡翠贻贝内脏团和外套膜SOD 活性的影响
• 2.1.1 DEHP 胁迫对翡翠贻贝内脏团和外套膜 SOD 活性的影响
• 2.1.2 DEHP 胁迫解除后翡翠贻贝内脏团和外套膜SOD 活性的变化
• 2.2 DEHP 对翡翠贻贝内脏团CAT 活性的影响
• 2.3 DEHP 对翡翠贻贝内脏团和外套膜MDA 含量的影响
• 2.3.1 DEHP胁迫对翡翠贻贝内脏团内脏团和外套膜MDA含量的影响
• 2.3.2 DEHP胁迫解除后翡翠贻贝内脏团和外套膜MDA含量的变化
• 3 讨论
• 第三章 PAEs 对红鳍笛鲷幼鱼的毒性效应
• 第一节 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼的毒性效应
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 急性毒性实验
• 1.2.1 实验方法
• 1.2.2 毒性分级
• 1.3 慢性毒性实验
• 1.3.1 实验方法
• 1.3.2 酶活及MDA 含量测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼的急性毒性
• 2.2 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼肝脏和鳃组织SOD 活性的影响
• 2.3 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼肝脏和鳃组织MDA 含量的影响
• 2.4 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼脑组织AChE 活性的影响
• 3 讨论
• 3.1 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼的急性毒性
• 3.2 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼抗氧化防御系统的影响
• 3.3 DBP 对红鳍笛鲷幼鱼的神经毒性
• 第二节 DEHP 对红鳍笛鲷幼鱼的毒性效应
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 急性毒性实验
• 1.3 慢性毒性实验
• 1.3.1 实验方法
• 1.3.2 酶活及MDA 含量测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 DEHP 对红鳍笛鲷幼鱼的急性毒性
• 2.2 DEHP 对红鳍笛鲷幼鱼肝脏和鳃组织SOD 酶活性的影响
• 2.3 DEHP 对红鳍笛鲷幼鱼肝脏和鳃组织MDA 含量的影响
• 2.4 DEHP 对红鳍笛鲷幼鱼脑组织AChE 活性的影响
• 3 讨论
• 第四章 DBP 对紫红笛鲷抗氧化酶、CYP1A 活性及基因表达和组织结构的影响
• 第一节 DBP 对紫红笛鲷POD、GST 活性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 酶活测定
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 DBP 对紫红笛鲷POD 活性的影响
• 2.2 DBP 对紫红笛鲷GST 活性的影响
• 3 讨论
• 第二节 DBP 对紫红笛鲷CYP1A 活性及基因表达的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.2.1 染毒及样品采集
• 1.2.2 EROD 样品制备
• 1.2.3 试卤灵标准曲线的绘制
• 1.2.4 EROD 酶活的测定
• 1.2.5 引物设计
• 1.2.6 总RNA 提取
• 1.2.7 cDNA 链合成
• 1.2.8 荧光定量PCR 分析
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 标准曲线
• 2.2 DBP 胁迫对紫红笛鲷EROD 活性的影响
• 2.3 DBP 胁迫对紫红笛鲷CYP1A 基因表达水平的影响
• 3 讨论
• 3.1 DBP 胁迫对紫红笛鲷CYP1A 酶（EROD 酶）的影响
• 3.2 DBP 胁迫对紫红笛鲷CYP1A 基因表达水平的影响
• 第三节 DBP 胁迫对紫红笛鲷组织结构的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 染毒条件及样品采集
• 1.3 石蜡切片制作
• 1.4 镜检
• 2 实验结果
• 2.1 DBP 对紫红笛鲷肝脏结构的影响
• 2.2 DBP 对红鳍笛鲷鳃结构的影响
• 3 讨论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢