饲料铅对罗非鱼的毒性及硅酸盐纳米级微球减轻其毒害影响的研究

论文摘要

饲料铅作为水产养殖生产中铅污染的重要来源,不仅会导致水产动物发生铅中毒,而且还能够通过食物链损害人类健康。本试验以罗非鱼为试验对象,探讨不同水平饲料铅在罗非鱼体内的残留及其对罗非鱼的毒性作用,并对应用以上残留量指标及毒性效应指标作为监测饲料铅污染的早期预警指示物的可行性进行分析；与此同时,应用硅酸盐纳米级微球（Layer silicate nanoparticle, LSN）吸附饲料中的铅,并从罗非鱼组织中铅残留及多项毒性效应指标的变化探讨LSN的驱铅效果,为LSN作为驱铅产品在实际生产中的广泛应用提供科学依据。主要研究内容和结果如下：1饲料铅在罗非鱼体内的残留及其对罗非鱼的毒性作用选择个体初重为32.17±0.34g罗非鱼480尾,随机分为4组,每组6个重复,每个重复20尾鱼。试验组分别饲喂：基础日粮（对照组）,基础日粮添加100μg／g铅（100μg Pb／g暴露组）,基础日粮添加400 gg／g铅（400μg Pb／g暴露组）,基础日粮添加800μg/g铅（800μg Pb／g暴露组）。试验预试期为21d,正试期为60d,分别于第15d、30d、45d和60d取样,并进行相关指标测定。通过本试验发现：随着铅暴露剂量的增加及暴露时间的延长,罗非鱼体内肠、肾脏（中肾）、骨、胃、肝脏、鳃、脾脏、精巢、肉（背肌）和脑中铅残留量均呈上升趋势;铅在罗非鱼体内的蓄积分布具有不同的组织亲和性,在不同组织中的残留量由高到低依次为：肠>肾脏（中肾）>骨>胃>肝脏>鳃>脾脏>精巢>肉（背肌）>脑。以上研究结果揭示：肾脏和骨等铅残留量高的组织能够敏感地反映环境中铅胁迫情况,而胃、肠组织中铅残留量不仅可以作为饲料铅污染还可作为天然食料铅污染的监测指标。随着饲料铅暴露剂量的增加,罗非鱼肾脏、骨、肝脏、脾脏和精巢中锌、铁、铜含量均呈下降趋势,在不同的被测组织中,锌、铁、铜含量下降幅度不同；罗非鱼肝脏、肾脏中MDA含量呈上升趋势,而T-AOC及GSH水平呈下降趋势。另外,罗非鱼肝脏、肾脏中GSH-Px及SOD活性呈相反的变化趋势：肝脏中GSH-Px和SOD活性被铅诱导升高,而肾脏中GSH-Px和SOD活性呈抑制性下降；罗非鱼肝脏、肾脏中AP、Na, K-ATPase和Ca, Mg-ATPase活性均呈下降趋势。罗非鱼肝脏中ALT、AST和LDH活性呈上升趋势,而肾脏中ALT、AST和LDH活性呈下降趋势；罗非鱼肝脏、肠和胃中淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性均呈下降趋势；罗非鱼血清中T3和T4水平呈下降趋势。与对照组罗非鱼相比,铅暴露组罗非鱼血细胞彗尾DNA含量、彗尾长、尾距、Olive尾距显著升高,且各指标均呈剂量-效应关系；与对照组相比,铅暴露组罗非鱼肝脏、肾脏和脾脏显微结构呈现病理变化,并且随着铅暴露剂量的增加,病理损伤逐渐加剧。以上研究结果表明：饲料铅对罗非鱼具有多种毒性效应,并且以上毒性效应指标的变化与铅污染水平间具有剂量-效应关系,协同使用以上多个指标非特异性地指示铅污染情况具有一定的可行性。2硅酸盐纳米级微球减轻饲料铅毒害影响的研究选择个体初重为32.244±0.38g罗非鱼240尾,随机分为4组,每组3个重复,每个重复20尾鱼。试验组分别饲喂：基础日粮（对照组）,基础日粮添加0.5%LSN（LSN组）,基础日粮添加100μg／g铅和0.5%LSN （Pb+LSN组）,基础日粮添加100μg/g铅（Pb组）。饲养试验结束后,处死试验鱼并进行取样分析,试验结果表明：与对照组罗非鱼相比,基础日粮中添加LSN后罗非鱼肠、肾脏、骨、胃和脾脏中铅残留量显著下降（P<0.05）。与Pb组罗非鱼相比,Pb+LSN组罗非鱼肠、肾脏、骨、胃、肝脏、鳃、脾脏、背肌、精巢和脑中铅的残留量均显著下降（P<0.05）；LSN组罗非鱼肾脏、骨、肝脏、脾脏和精巢中锌、铁和铜的含量与对照组罗非鱼相比差异不显著（P>0.05）。与Pb组罗非鱼相比,LSN+Pb组罗非鱼被测组织中锌、铁和铜的含量升高（P>0.05）；LSN组罗非鱼肾脏中MDA含量、T-AOC水平、GSH含量、GSH-Px和SOD活性与对照组罗非鱼相比差异不显著（P>0.05）。与Pb组罗非鱼相比,LSN+Pb组罗非鱼肾脏中MDA含量下降（P>0.05）,GSH含量、GSH-Px和SOD活性升高（P>0.05）,T-AOC水平显著升高（P<0.05）；LSN组罗非鱼血细胞彗尾DNA含量、彗尾长、尾距、Olive尾距与对照组罗非鱼相比差异不显著（P>0.05）。与Pb组罗非鱼相比,LSN+Pb组罗非鱼血细胞彗尾DNA含量、彗尾长、尾距、Olive尾距均显著降低（P<0.05）；LSN组罗非鱼肾脏中ALT、AST、AP、LDH、Na, K-ATPase、Ca, Mg-ATPase活性与对照组罗非鱼相比差异不显著（P>0.05）。与Pb组罗非鱼相比,LSN+Pb组罗非鱼肾脏中ALT、AST、AP、LDH、Na, K-ATPase、Ca, Mg-ATPase活性升高（P>0.05）;LSN组罗非鱼肝脏中淀粉酶、胰蛋白酶与脂肪酶活性与对照组罗非鱼相比差异不显著（P>0.05）。与Pb组罗非鱼相比,LSN+Pb组罗非鱼肝脏中淀粉酶、胰蛋白酶与脂肪酶活性升高（P>0.05）。以上试验结果揭示：LSN能够有效吸附饲料中的铅,减少罗非鱼体内铅的残留量,降低铅致罗非鱼的毒害影响。

论文目录

• 本文英文缩略词
• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 水产养殖生产中铅污染现状
• 1.1 养殖水体
• 1.2 饲料
• 1.3 底质
• 2 铅在水生动物体内的吸收、分布与蓄积
• 2.1 铅在水生动物体内的吸收方式与机制
• 2.2 铅在水生动物体内的分布与蓄积
• 3 铅对水生动物的毒性作用
• 3.1 对造血系统的影响
• 3.2 对内分泌系统的影响
• 3.3 对生殖系统的影响
• 3.4 对免疫系统的影响
• 4 水生动物重金属污染生物标志物的研究进展
• 4.1 生物标志物分类
• 4.2 生物标志物的特点
• 4.3 生物标志物的体系
• 4.4 水生动物重金属生物标志物的研究进展
• 4.4.1 暴露生物标志物
• 4.4.2 行为生物标志物
• 4.4.3 组织病理标志物
• 4.4.4 生化标志物
• 4.4.5 遗传毒性生物标志物
• 5 层状硅酸盐矿物在重金属污染防治中的应用
• 5.1 层状硅酸盐矿物的结构特点
• 5.2 层状硅酸盐矿物的吸附作用
• 5.3 层状硅酸盐矿物在重金属污染防治中的应用
• 5.3.1 在水环境重金属污染防治中的应用
• 5.3.2 在土壤重金属污染防治中的应用
• 5.3.3 在饲料重金属污染防治中的应用
• 6 纳米技术在动物科学中的应用
• 6.1 纳米技术在动物营养与饲料中的应用
• 6.1.1 植物性饲料原料
• 6.1.2 动物性饲料原料
• 6.1.3 纳米微量元素添加剂
• 6.2 纳米技术在无公害养殖中的应用
• 6.2.1 纳米材料吸附剂
• 6.2.2 抗菌纳米材料
• 7 研究目的与意义
• 第二章 饲料铅在罗非鱼体内的残留及其对罗非鱼的毒性作用
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 罗非鱼试验日粮配制
• 1.2.2 罗非鱼饲养试验
• 1.2.3 罗非鱼样品采集及保存
• 1.2.4 罗非鱼生长性能相关指标测定
• 1.2.5 罗非鱼组织中铅、铁、铜、锌的测定
• 1.2.6 罗非鱼肝脏、肾脏中脂质过氧化与抗氧化能力相关指标的测定
• 1.2.7 罗非鱼外周血细胞DNA损伤的测定（彗星试验）
• 1.2.8 罗非鱼肝脏、肾脏中代谢酶活性的测定
• 1.2.9 罗非鱼消化酶活性的测定
• 3、T₄水平的测定'>1.1.10 罗非鱼血清T₃、T₄水平的测定
• 1.2.11 光镜切片制备和显微观察
• 1.2.12 数据统计与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 罗非鱼的生长性能
• 2.2 罗非鱼组织中铅含量的变化
• 2.3 罗非鱼组织中微量元素（Zn、Fe、Cu）含量的变化
• 2.4 罗非鱼肝脏、肾脏中脂质过氧化与抗氧化能力相关指标的变化
• 2.5 罗非鱼外周血细胞遗传损伤情况
• 2.6 罗非鱼肝脏、肾脏中代谢酶活性的变化
• 2.7 罗非鱼消化酶活性的变化
• 3、T₄水平的变化'>2.8 罗非鱼血清T₃、T₄水平的变化
• 2.9 罗非鱼肝脏、肾脏和脾脏显微结构变化
• 3 讨论
• 3.1 饲料铅对罗非鱼生长性能的影响
• 3.2 饲料铅对罗非鱼组织中铅残留的影响
• 3.3 饲料铅对罗非鱼组织中微量元素（Zn、Fe、Cu）的影响
• 3.4 饲料铅对罗非鱼肝脏、肾脏脂质过氧化和抗氧化能力的影响
• 3.5 饲料铅对罗非鱼外周血细胞遗传损伤的影响
• 3.6 饲料铅对罗非鱼肝脏、肾脏代谢酶活性的影响
• 3.7 饲料铅对罗非鱼消化酶活性的影响
• 3和T₄水平的影响'>3.8 饲料铅对罗非鱼血清T₃和T₄水平的影响
• 3.9 应用饲料铅残留量指标和毒性效应指标监测铅污染的可行性分析
• 第三章 硅酸盐纳米级微球减轻饲料铅毒害影响的研究
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 罗非鱼试验日粮配制
• 1.2.2 罗非鱼饲养试验
• 1.2.3 罗非鱼样品采集及保存
• 1.2.4 罗非鱼生长性能相关指标测定
• 1.2.5 罗非鱼组织中铅、铁、铜、锌的测定
• 1.2.6 罗非鱼肾脏中脂质过氧化与抗氧化能力相关指标的测定
• 1.2.7 罗非鱼外周血细胞DNA损伤的测定（彗星试验）
• 1.2.8 罗非鱼肾脏中代谢酶活性的测定
• 1.2.9 罗非鱼肝脏中消化酶活性的测定
• 1.2.10 数据统计与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 罗非鱼的生长性能
• 2.2 罗非鱼组织中铅含量的变化
• 2.3 罗非鱼组织中微量元素（Zn、Fe、Cu）含量的变化
• 2.4 罗非鱼肾脏中脂质过氧化与抗氧化能力相关指标的变化
• 2.5 罗非鱼外周血细胞遗传损伤情况
• 2.6 罗非鱼肾脏中代谢酶活性的变化
• 2.7 罗非鱼肝脏中消化酶活性的变化
• 3 讨论
• 第四章 提示与创新点
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表与录用的论文
• 致谢