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久效磷对雄性金鱼环境雌激素效应研究

孙萌  
【摘要】: 久效磷农药是一种高效的有机磷杀虫剂与杀螨剂,也是我国优先控制的污染物之一,其使用残留对水生生物和人类健康具有潜在的威胁。为了阐明久效磷农药的危害,本实验室开展了大量的久效磷农药对鱼类毒性及环境雌激素效应的研究,结果表明久效磷农药能够诱导雄性金鱼合成和分泌卵黄原蛋白(VTG),具有环境雌激素活性。而久效磷农药作为水溶性制剂,其成分较为复杂,有效成分是40%的久效磷,另外含有酰胺、一氯化物等杂分子成分。而久效磷农药中具有环境雌激素活性的成分到底是久效磷还是其他成分,尚没有研究报道。因此,本文选择具有地域分布广、取材方便、生命力强、易于饲养等特点的金鱼为模式生物,用0.01、0.10和1.00 mg·L~(-1)久效磷暴露雄性金鱼21天,以金鱼血浆VTG、钙离子和总蛋白含量、生殖腺指数(GSI)、精巢超显微结构,精巢特征性酶活性为指标,探讨了久效磷的环境雌激素效应,以期说明久效磷农药中的有效成分久效磷是否具有环境雌激素作用。研究结果表明: (1) 0.01、0.10和1.00 mg·L~(-1)久效磷暴露金鱼21天,用免疫印迹(Western Blot)法定性检测血浆VTG,结果表明三个暴露组的雄性金鱼都被诱导产生了VTG,从电泳结果看主要有4个亚基。通过SDS电泳及比对Marker可知,这4个亚基的分子量分别为154kDa、136kDa、85kDa和81kDa。同时久效磷暴露可导致雄鱼血浆钙离子和血浆总蛋白升高,间接说明了血浆VTG含量的升高。以上研究表明,久效磷农药中的有效成分久效磷具有雌激素作用。 (2)久效磷暴露21天,GSI随暴露浓度的升高逐渐降低,其中0.01,0.1 mg·L~(-1)暴露组GSI降低显著(P0.05),1 mg·L~(-1)暴露组GSI下降极显著(P0.01),说明久效磷对金鱼精巢发育有明显的延迟作用。通过对精巢电镜切片观察,发现久效磷不仅影响精巢发育而且能够对其结构造成损伤,主要表现在:精子头部变形,头部质膜溶解,中心粒复合体及线粒体溶解,尾部鞭毛质膜水肿溶解,“9+2”结构溶解;支持细胞膨大,细胞膜与核膜轻微溶解,线粒体增多且出现水肿溶解现象,溶酶体增多,内质网水肿,细胞质内出现空泡和髓样体,而吞噬的坏死精子数量增加不明显,说明久效磷对精子和支持细胞的影响主要是对膜系统的损伤,与久效磷农药对金鱼精巢超微结构的作用结果相似。 (3)在不同浓度久效磷暴露条件下,精巢特征性酶活性受到不同程度的影响。对照组、0.01、0.10和1.00 mg·L~(-1)暴露组的乳酸脱氢酶(LDH)活性分别为:1.26±0.07 U·mg~(-1)pro、1.33±0.16 U·mg~(-1)pro、1.62±0.21 U·mg~(-1)pro和1.11±0.13 U·mg~(-1)pro;LDH-X活性分别为:0.53±0.08 U·mg~(-1)pro、0.61±0.07 U·mg~(-1)pro、0.64±0.02 U·mg~(-1)pro和0.57±0.08 U·mg~(-1)pro,低浓度的久效磷对精巢LDH和LDH-X有诱导升高效应,而高浓度久效磷则有抑制作用。随着暴露浓度的升高,久效磷能够明显降低精巢γ-谷氨酰转移酶(γ-GTP)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)的活性。结果表明,久效磷可通过影响精巢特征性酶的活性,干扰精巢能量代谢和支持细胞功能,引起生精障碍,造成一定的生殖毒性。 综上所述,本文首先通过免疫印迹检测,确定了久效磷可诱导雄性金鱼产生VTG,说明久效磷农药中的主要成分久效磷具有环境雌激素作用。其次通过对精巢超显微结构的观察和特征性酶活性的检测,提出久效磷可对精巢的结构和功能造成损伤。由于久效磷对雄性金鱼精巢的损伤与久效磷农药相近,都是通过损伤精巢支持细胞和精子膜系统结构,影响多种特征性酶活性,最终导致了精巢生精障碍,说明久效磷具有生殖毒性作用。


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