氨及其与藻毒素对鲫鱼幼鱼的生态毒理效应

论文摘要

随着环境污染的加剧,世界各地的蓝藻水华频繁暴发,蓝藻产生的藻毒素和及其衍生物-氨氮等严重影响了环境和生态系统。微囊藻毒素可影响鱼类的胚胎发育、行为和生长,也可引起肝脏、肾脏等内部器官的病理变化和鱼体生理生化指标的变化。氨可使鱼类运动迟缓、食欲下降,还可直接影响与水产养殖动物抗病力相关的代谢酶的活性,降低水产动物抗病力而发挥毒性作用。本实验以太湖常见种鲫鱼为受试动物,研究了氨及其与藻毒素（MC-LR）对鲫鱼幼鱼组织和血液生理生化指标的影响,其结果如下：1.通过急性毒性实验得出鲫鱼幼鱼对非离子氨在24 h、48 h和96 h的半致死浓度（LC50）分别为0.697+0.036,0.581+0.023,and 0.511+0.007 mg L-1；安全浓度为0.123+0.027 mg L-1,半致死浓度随氨氮暴露时间延长呈下降趋势。肝脏中过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）三者随着时间和氨浓度的增加有相似的波动趋势,96h在非离子氨浓度为0.282 mg L-1条件下显著上升,之后随氨浓度升高有所降低,说明高浓度的氨对机体肝脏造成一定的损伤。2.在氨慢性毒性实验中,把鲫鱼幼鱼随机分成四个氨氮浓度组（0.107、0.214、0.321、0.428mgL-1）和一个对照组。分别在氨暴露处理的第15 d、30 d、45 d及60 d（置于曝气自来水恢复15 d）取样,进行血液的取样和指标（红细胞数RBC、血红蛋白Hb、超氧化物歧化酶SOD和丙二醛MDA）等的测定及部分内脏器官（鳃和肝脏）的取样和指标（过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽GSH、谷丙转氨酶GPT、谷草转氨酶GOT、丙二醛MDA及ATP酶）的测定；并检测其染毒期间生理指标（特定生产率SGR、蛋白转化率PER、摄食率FR、饲料系数FCR）的变化。利用统计软件SigmaPlot11.0及Excel 2003对数据进行分析作图。实验结果表明：（1）在氨慢性染毒实验中,鲫鱼的SGR、PER、FR随氨浓度的升高而显著降低,而FCR相反则随着非离子氨浓度的升高而升高,它们的半效应浓度（EC50）分别是：0.1997、0.2115、0.2881、0.3049 mgL-1。当非离子氨浓度达到0.321 mgL-1时对它们的影响最明显,说明将鱼长时间暴露在低浓度的氨溶液中会抑制其食物的转化率从而影响它们的正常生长。（2）氨慢性染毒对鲫鱼肝损伤：经过45 d的氨处理鲫鱼肝脏中的CAT、SOD、GSH、GPT、GOT、MDA等指标有时间-剂量效应,经过15 d的恢复,某些指标（CAT、SOD、GSH）出现代谢补偿作用,另外GPT、GOT、MDA等指标基本恢复到正常水平。长时间氨中毒对机体自身保护机能有抑制作用,影响机体的正常生理代谢。（3）氨慢性染毒对鲫鱼血液生理生化指标的影响：过45 d的氨处理鲫鱼血液中RBC、Hb含量随着氨浓度的升高和暴露时间的延长而出现不同程度的下降,当浓度≥0.214 mgL-1时显著下降；研究表明,氨对血清中SOD活性的影响不大,但MDA含量则随着药物浓度和时间的延长而升高,到45 d时达到最高值。经过15d的恢复,RBC、Hb、MDA各浓度组基本恢复到正常,高浓度组恢复的较慢。（4）氨慢性染毒对鲫鱼鳃丝的损伤：实验结果表明长时间氨对鲫玉的胁迫作用,可使鳃丝中Na+/K+ ATPase、CAT的活性有抑制作用,可使MDA含量降低,氨对SOD活性影响不大；15d的恢复后,Na+/K+ ATPase、CAT、MDA基本恢复到正常水平,而SOD出现代偿现象。3.氨及其与MC对鲫鱼的急性损伤：本实验选取50、300μg kg-1两个剂量MC注射组和0.107、0.428 mg L-1的氨浓度暴露组及它们的复合对鲫鱼为期16811的染毒,主要从鲫鱼的临床、解剖症状,肝脏、鳃丝及血液的生理生化指标来检测污染物对鱼类机体的损伤。主要研究结果如下：（1）藻毒素注射组可使其腹部、肛门等处出血,解剖高剂量染毒鱼类时可见明显的血性腹水,肝脏表而出现明显的出血点；且MC与氨单--及复合低浓度组使鱼的呼吸频率有先升高后降低的趋势,高浓度组会抑制其呼吸,复合组较单一组作用更强。（2）MC注射组短时间内会使肝脏中CAT活性升高,使SOD活性、GSH含量降低,且有剂量效应；单一氨染毒对其影响较MC、的小；氨与MC复合染毒有交互影响作用会加重上述现象；实验中MC注射及氨染毒对鲫鱼鳃丝Na+/K+ATPase活性影响不大。（3）检测动物血清中肝脏损伤有关的酶学指标,包括谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、碱性磷酸酶（AKP）和乳酸脱氢酶（LDH）血清酶活性变化迅速,显著增加,48 h后升到最高值,且MC对它们的影响最大,氨对其无显著影响。MC和氨单一染毒均可使血液中Hb含量降低,且有时间-剂量效应,氨和MC复合染毒对其降低有加强作用。MC注射可激活鲫鱼血液中SOD活性、升高MDA的含量且有显著差异性,单一氨其影响相对较小,氨和MC复合染毒组中MDA含量较单一组的高。（4）鲫鱼肝脏中MC注射168 h后经液相色谱/质谱联用法（LC/MS）法测定后,MC在肝脏中的残留量约为原始注射量的30%-43%左右,氨对MC在鲫鱼肝脏中的残留量无显著影响（P=0.353）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1
• 1.1 氮在自然界中的循环途径
• 1.2 氨氮在水中存在形式及毒性
• 1.3 氨氮对鱼类影响的研究
• 1.3.1 氨氮污染对水产养殖的危害
• 1.3.2 高浓度氨氮作用下鱼类的运动和摄食情况
• 1.3.3 氨氮对鱼类急性和慢性毒性的影响
• 1.3.4 氨氮对鱼类致毒作用的机理
• 1.3.5 氨氮对鱼类组织器官结构的影响
• 1.3.6 氨氮对鱼类抗氧化防御系统及相关血液指标的影响
• 1.4 微囊藻毒素的产生、危害及其对鱼类毒理学影响
• 1.4.1 水体富营养化的形成、藻毒素的产生及其理化性质
• 1.4.2 微囊藻毒素对人类的危害
• 1.4.3 微囊藻毒素的致毒机制
• 1.4.4 微囊藻毒素对鱼类的毒理学影响
• 2 研究目的与实验设计
• 第2章 氨对鲫鱼幼鱼的急性实验
• 2.1 引言
• 2.2 实验仪器设备、材料与方法
• 2.2.1 实验仪器和器材
• 2.2.2 实验材料
• 2.2.3 实验方法
• 2.2.4 织酶液的制备
• 2.2.5 过氧化氢酶（CAT）的测定
• 2.2.6 超氧化物歧化酶（SOD）的测定
• 2.2.7 谷胱甘肽（GSH）含量的测定
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 鲫鱼幼鱼在氨毒性环境中的急性毒性表现
• 2.3.2 氨氮对鲫鱼幼鱼的急性毒性效应
• 2.4 讨论
• 第3章 氨对鲫鱼幼鱼慢性实验
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法:实验的设计及样品的制备
• 3.2.3 血液生理生化的测定方法
• 3.2.4 血红蛋白（Hb）测定
• 3.2.5 血液超氧化物歧化酶（SOD）的测定
• 3.2.6 肝组织、鳃丝生化指标的测定
• 3.2.7 生理指标的测定
• 3.3 数据分析
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 染毒后鲫鱼的临床症状
• 3.4.2 鱼的摄食情况
• 3.4.3 非离子氨对鲫鱼幼鱼生理指标的影响
• 3.4.4 非离子氨对鲫鱼幼鱼肝组织生化指标的影响
• 3.4.5 非离子氨对鲫鱼幼鱼血液生理生化指标的影响
• 3.4.6 非离子氨对鲫鱼幼鱼鳃丝生化指标的影响
• 3.5 讨论
• 第4章 氨及其与藻毒素对鲫鱼幼鱼的急性毒性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 染毒与采样
• 4.4 染毒后鲫鱼幼鱼活动行为及死亡观察
• 4.5 样品的采集与、制备与检测
• 4.5.1 血液、肝脏及鳃丝组织样品的采集与制备
• 4.5.2 电镜样品的制备
• 4.5.3 肝脏中藻毒素的提取和测定
• 4.6 数据统计分析
• 4.7 结果
• 4.7.1 染毒后鲫鱼幼鱼的临床症状
• 4.7.2 解剖特征及超微结构
• 4.7.3 氨及其与藻毒素对鲫鱼幼鱼呼吸频的影响
• 4.7.4 氨及其与藻毒素对鲫鱼幼鱼肝脏生化指标的影响
• +/K⁺ATPase的影响'>4.7.5 氨及其与藻毒素对鲫鱼幼鱼鳃丝Na⁺/K⁺ATPase的影响
• 4.7.6 氨及其与藻毒素对鲫鱼幼鱼血液生化指标的影响
• 4.7.7 鲫鱼幼鱼肝脏中MC的残留量
• 4.8 讨论
• 4.8.1 氨及其与MC对鲫鱼幼鱼呼吸频率及肝脏的病理的损伤
• 4.8.2 氨及其与MC对鲫鱼幼鱼肝脏的氧化损伤
• 4.8.3 氨及其与MC对鲫鱼幼鱼血液生理生化指标的影响
• 4.8.4 鲫鱼幼鱼肝脏中MC的残留分析
• 参考文献
• 攻读硕士期间的科研成果及获奖情况
• 致谢