几种新生污染物对嗜热四膜虫的分子生态毒性研究

论文摘要

各类新生污染物随着人们的日常生活大量、持续地向水环境中释放,造成“假性持久性”污染,给生态系统以及人类健康带来不可忽视的潜在危害。本文选择了几类新生污染物作为受试物,以嗜热四膜虫为模式生物,研究了几种污染物对四膜虫的单一及联合毒性；用荧光探针的方法探索了受试物对四膜虫细胞膜损伤及溶酶体活性的影响；利用荧光显微镜及同步辐射显微技术探索了受试物对四膜虫形态结构变化的影响；通过细胞生理生化指标的测试,研究了受试物在环境相关浓度水平作用时,对四膜虫细胞酶活性的影响。具体结果如下：（1）μg·L-1水平的三氯生（TCS）和三氯卡班（TCC）对四膜虫的生长存在明显抑制作用,24 h-EC50分别为141μg·L-1、728μg·L-1；mg·L-1水平的四环素类抗生素也会对四膜虫的生长存在明显影响,四环素和金霉素的24 h-EC50分别为103.89 mg·L-1和53.727 mg·L-1,土霉素作用时,低于200 mg·L-1时对四膜虫的生长抑制作用不明显,当浓度达到200 mg·L-1时,抑制率为62.87%。头孢氨苄和头孢拉定在低浓度（10mg·L-1以下）时对四膜虫的生长无明显影响,而浓度达到100 mg·L-1时,具有显著的促进作用,头孢氨苄的最高促进率达到288.94%；头孢曲松和7氨基头孢烷酸对四膜虫的生长无明显影响。（2）TCS和TCC浓度达到1000μg·L-1时均对四膜虫细胞膜产生明显损伤；TCS和TCC也影响其溶酶体活性,1μg·L-1暴露2 h时,荧光值（RFU）百分比分别降低至对照样品的88.63%和95.75%。在四环素作用下,随着浓度的增加,细胞膜损伤程度及溶酶体活性的影响都逐渐明显,当浓度达到1 mg·L-1时,此两项指标具有显著性差异；头孢氨苄在所测浓度范围内对四膜虫细胞膜和溶酶体活性都起到一定的“保护”作用；头孢拉定在浓度达到200 mg L-1时显著抑制溶酶体活性。（3）用倒置荧光显微镜观察形态结构变化结果显示,TCS和TCC在浓度分别为1μg·L-1、1000μg·L-1时均对细胞整体形态结构产生影响,整体趋势为细胞变小、活性能力变弱、细胞易破损。（4）酶活性测试结果表明,0.1μg·L-1的TCS暴露时可诱导四膜虫SOD酶活性显著性增强（P<0.05）,使体内MDA含量显著性减小（P<0.05）,同时也诱导了GST、CAT及ATPase酶活性的增强,而LDH酶活性则显著性降低（P<0.05）；0.1μg·L-1的TCC作用下,MDA含量显著性减小（P<0.05）,而GST、CAT、ATPase酶活性稍有下降,但无显著性差异,LDH酶活性显著性下降；0.05μg·L-1头孢拉定暴露可导致四膜虫SOD活性显著下降（P<0.05）；头孢氨苄和头孢拉定在1.0μg·L-1暴露时,四膜虫SOD活性出现刺激性增高（P<0.05）,LDH活性明显降低（P<0.05）。（5）联合毒性测试时,三氯生分别与头孢氨苄、头孢拉定联合作用时对四膜虫的生长抑制均表现为相加作用；三氯生与三氯卡班、四环素和金霉素联合作用时,对四膜虫的生长分别表现为协同、拮抗和相加作用。（6）生态风险评价进一步表明,该类污染物在水环境中长期存在带来的潜在危害值得关注。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 环境新生污染物介绍
• 1.1.1 环境新生污染物的定义和主要分类
• 1.1.2 药品在环境中的来源归趋
• 1.1.3 个人护理品在环境中的迁移转化
• 1.1.4 环境中的污染情况
• 1.2 水生生态毒性的研究指标
• 1.2.1 常规指标
• 1.2.2 分子指标
• 1.2.3 超微结构变化
• 1.3 几种抗生素和抗菌剂的生态毒性研究进展
• 1.3.1 头孢类抗生素和四环素类抗生素
• 1.3.2 三氯生和三氯卡班
• 1.4 嗜热四膜虫简介
• 1.5 同步辐射技术
• 1.5.1 同步辐射技术的发展
• 1.5.2 同步辐射的特性
• 1.5.3 同步辐射技术在毒理学的运用
• 1.6 联合作用毒性
• 1.6.1 毒性单位法（M）
• 1.6.2 剂量—反应曲线（DRC）法
• 1.6.3 相加指数法（AI）
• 1.6.4 相似性参数法（λ）
• 1.6.5 混合毒性指数法（MTI）
• 1.6.6 等效线图模型
• 1.7 生态风险评价
• 1.7.1 PEC的估算
• 1.7.2 PNEC的估算
• 1.8 本论文研究的课题来源、意义及研究内容
• 1.8.1 课题的来源
• 1.8.2 研究背景及意义
• 1.8.3 研究内容
• 1.8.4 技术路线
• 第二章 受试物对模式生物四膜虫的生长抑制作用
• 2.1 材料与模式生物四膜虫
• 2.1.1 试验仪器与设备
• 2.1.2 药品与试剂
• 2.2 四膜虫的培养
• 2.2.1 培养基
• 2.2.2 四膜虫的保种
• 2.2.3 四膜虫的扩大培养
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 四膜虫的生长曲线及其浓度与吸光度的关系
• 2.3.2 抑制率的测定
• 2.4 结果分析
• 2.4.1 三氯生和三氯卡班对四膜虫的生长抑制作用
• 2.4.2 四环素类药物对四膜虫的生长抑制作用
• 2.5 结果分析
• 2.5.1 三氯生和三氯卡班对四膜虫的生长抑制作用
• 2.5.3 头孢类抗生素对四膜虫的生长抑制作用
• 2.6 本章小结
• 第三章 污染物对四膜虫细胞膜和溶酶体活性的影响
• 3.1 材料与四膜虫
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 四膜虫的培养
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 细胞膜损伤测试
• 3.2.2 溶酶体活性测试
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 细胞膜损伤
• 3.3.2 溶酶体活性测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 受试物对四膜虫细胞抗氧化系统、代谢酶以及多药耐药性的影响
• 4.1 材料与四膜虫
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 四膜虫的培养
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 抗氧化防御系统活性的表征
• 4.2.2 代谢酶活性
• 4.2.3 多药耐药性测试
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 抗氧化防御系统
• 4.3.2 代谢酶活性
• 4.3.3 多药耐药
• 4.4 本章小结
• 第五章 受试物对四膜虫形态结构的影响
• 5.1 材料与四膜虫
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 四膜虫的培养
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 荧光显微镜
• 5.2.2 同步辐射X射线显微技术
• 5.3 结果分析
• 5.3.1 荧光显微镜
• 5.3.2 同步辐射X射线显微技术
• 5.4 本章小结
• 第六章 受试物对四膜虫的联合毒性和生态风险评价
• 6.1 材料与四膜虫
• 6.1.1 实验材料
• 6.1.2 四膜虫的培养
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 剂量反应法测试联合毒性
• 6.2.2 毒性单位法测试联合毒性
• 6.2.3 受试物生态风险评价
• 6.3 结果分析
• 6.3.1 剂量反应法测试联合毒性
• 6.3.2 毒性单位法测试联合毒性
• 6.3.3 生态风险评价
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表和录用的文章
• 参考文献