重金属铜和镉(Cu和Cd)及乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼毒性效应的研究
【摘要】：
工农业的快速发展已经导致环境中污染物的浓度的不断升高,特别是沿海区域中重金属和有机磷农药的浓度正在迅速增加。矛尾复虾虎鱼(Synechogobius hasta)是一种广泛分布在辽宁省南海岸的一种小型鱼类。由于该鱼具有耐盐性强、生长迅速、肉质细腻等优点,被认为是我国北方地区具有养殖前景的鱼类之一。目前我们课题组已经对该鱼营养生理特点进行了较系统的研究。在这些研究过程中,我们发现生活在自然海区中的矛尾复虾虎鱼具有脂肪肝病变症状,我们推测可能是由于自然海区存在的有毒污染物导致了该病变的发生。在本实验中,我们以矛尾复虾虎鱼为实验材料,通过急性和亚急性毒性实验,研究水体中铜、镉和有机磷农药对矛尾复虾虎鱼的毒性效应,探讨这些有毒污染物与矛尾复虾虎鱼脂肪肝发生的关系。主要的结果如下：
1、铜、镉和乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼的急性毒性效应
采用静水染毒法,得出铜、镉和乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼的96h半致死浓度分别为0.769、0.793和40.03mg／1,安全浓度分别为0.077、0.079和4.01mg／1,并且其半致死浓度随着受试时间的增长均呈现下降的趋势。
2、铜对矛尾复虾虎鱼生长、肝脏代谢及其组织结构的亚急性毒性效应的研究
本实验是在Cu2+浓度分别为0(对照)、0.15和0.30mg/l的水体中对矛尾复虾虎鱼幼鱼进行为期15d的亚急性毒性实验后,研究铜暴露对其生长、肝脏酶活性以及肝、鳃组织学的影响。随着水体中铜浓度的升高,矛尾复虾虎鱼的增重率、特定生长率和存活率都显著下降(P0.05),但其肝体比显著升高(P0.05)。另一方面,铜处理组的矛尾复虾虎鱼全鱼及肝脏中的脂肪含量显著增加(P0.05),而蛋白质含量显著降低(P0.05),并且铜在全鱼和骨骼中显著积累。随着水体铜浓度的升高,矛尾复虾虎鱼的肝脏和鳃都受到了不同程度的病理损伤,肝脏中部分酶(LPL、HL、SOD和CAT)的活性都受到显著抑制(P0.05),而SDH和LDH的活性显著升高(P0.05),脂质过氧化指标MDA的水平也显著高于对照组(P0.05)。本研究表明水体铜暴露对矛尾复虾虎鱼脂肪肝的发生有一定的诱导作用。
3、镉对矛尾复虾虎鱼生长、抗氧化系统、肝脏代谢及其组织结构的亚急性效应的研究
本实验是在Cd2+浓度分别为0(对照)、0.1、0.17和0.29mg／1的水体中对矛尾复虾虎鱼幼鱼进行为期15d的亚急性毒性实验后,研究镉暴露对其生长、机体抗氧化系统、肝脏营养代谢相关酶活性以及肝、脾和鳃组织学的影响。随着水体中镉浓度的升高,矛尾复虾虎鱼的增重率、特定生长率和存活率都显著下降(P0.05),但矛尾复虾虎鱼的肝体比显著升高(P0.05)。另一方面,镉处理组的矛尾复虾虎鱼全鱼及肝脏中的脂肪含量均显著升高(P0.05),而蛋白质含量则显著降低(P0.05),并且镉在全鱼、肌肉和骨骼中都有不同程度的积累。随着水体镉浓度的升高,矛尾复虾虎鱼的肝脏、脾和鳃都受到了不同程度的病理损伤；鱼体的营养代谢也受到影响,其肝脏中间代谢相关酶(LPL、HL、PK、LDH)的活性均显著上升(P0.05),而琥珀酸脱氢酶(SDH)活性均显著受到不同程度的抑制(P0.05)；机体抗氧化系统酶SOD、CAT、POD活性都随着水体中镉浓度的升高而显著下降(P0.05),同时,各处理组的肝脏、鳃和脾的MDA水平则随着镉浓度的升高而显著升高(P0.05)。本研究还表明水体镉暴露能诱导矛尾复虾虎鱼脂肪肝的发生。
4、乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼抗氧化酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响
在分别暴露于5mg／1和10mg／1的乙酰甲胺磷溶液后,矛尾复虾虎鱼肝、脾和鳃中的抗氧化酶(SOD和CAT)及乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性于24h时明显受到抑制,同时脂质过氧化水平(MDA)指标也明显降低。然而,在暴露后48h时,抗氧化酶的活性升高至显著高于对照组(P0.05), AChE活性和MDA水平也显著增加(P0.05)。但随着暴露时间的延长,AChE、SOD、CAT的活性又重新受到抑制,在72h和96h检测时与对照组相比显著降低。同时,肝、脾和鳃组织中脂质过氧化水平指标MDA也逐渐下降至对照组水平甚至略低于对照组。
本研究第一次阐明了自然海区矛尾复虾虎鱼脂肪肝发生的部分原因,为下一步深入研究有毒污染物诱导矛尾复虾虎鱼脂肪肝发生的机理奠定了一定的基础。
【关键词】：铜 镉 乙酰甲胺磷 矛尾复虾虎鱼 肝脏代谢 组织病理学 脂肪肝
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S917.4
【目录】：
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S917.4
【目录】：
- 摘要8-10
- Abstract10-13
- 缩略语表13-14
- 第一章 前言14-23
- 1.1 重金属14-18
- 1.1.1 重金属污染概述14-16
- 1.1.2 铜、镉在鱼体中的生物富集作用16
- 1.1.3 铜、镉对鱼类的组织病理学影响16-17
- 1.1.4 重金属对鱼类抗氧化系统的影响17-18
- 1.2 有机磷农药18-20
- 1.2.1 有机磷农药污染概述18-19
- 1.2.2 有机磷农药的致毒机制19-20
- 1.2.3 乙酰甲胺磷在农业中的应用20
- 1.3 矛尾复虾虎鱼生物学特性20-22
- 1.3.1 形态特征与生活习性21
- 1.3.2 食性、生长与繁殖21-22
- 1.4 本研究的目的与意义22-23
- 第二章 铜、镉和乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼的急性毒性效应23-28
- 2.1 材料与方法23-24
- 2.1.1 实验材料23
- 2.1.2 实验药品23-24
- 2.1.3 急性毒性实验方法24
- 2.1.4 数据处理方法24
- 2.2 结果与分析24-26
- 2.2.1 中毒症状24-25
- 2.2.2 铜、镉和乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼的急性毒性效应25-26
- 2.3 讨论26-28
- 第三章 铜对矛尾复虾虎鱼的亚急性毒性效应的研究28-43
- 3.1 材料与方法28-32
- 3.1.1 实验材料28
- 3.1.2 实验药品28
- 3.1.3 实验设计28-29
- 3.1.4 取样与样品处理29
- 3.1.5 常规营养成分分析29-30
- 3.1.6 重金属含量的测定30
- 3.1.7 酶液的制备及酶活的测定30-31
- 3.1.7.1 酶液的制备30
- 3.1.7.2 酶活力的测定30-31
- 3.1.7.3 MDA含量的测定31
- 3.1.8 病理学观察31
- 3.1.8.1 肝脏和鳃组织的光镜样品制备及观察31
- 3.1.8.2 肝组织电镜样品制备及观察31
- 3.1.9 统计分析31-32
- 3.2 结果与分析32-37
- 3.2.1 铜对矛尾复虾虎鱼生长的影响32
- 3.2.2 铜对矛尾复虾虎鱼体成分及肝成分的影响32-33
- 3.2.3 铜在矛尾复虾虎鱼体内的蓄积状况33
- 3.2.4 铜对矛尾复虾虎鱼肝脏酶活及脂质抗氧化的影响33-34
- 3.2.5 矛尾复虾虎鱼肝、鳃的病理学变化34-37
- 3.3 讨论37-43
- 3.3.1 铜对矛尾复虾虎鱼生长的影响37-38
- 3.3.2 铜对矛尾复虾虎鱼体成分和肝成分的影响38-39
- 3.3.3 铜对矛尾复虾虎鱼肝脏酶活性的影响39-41
- 3.3.4 铜对矛尾复虾虎鱼肝脏和鳃组织结构的影响41-43
- 第四章 镉对矛尾复虾虎鱼的亚急性毒性效应的研究43-61
- 4.1 材料与方法43-46
- 4.1.1 实验材料43
- 4.1.2 实验药品43-44
- 4.1.3 实验设计44
- 4.1.4 取样与样品处理44
- 4.1.5 常规营养成分分析44
- 4.1.6 重金属含量的测定44-45
- 4.1.7 酶液的制备及酶活的测定45
- 4.1.7.1 酶液的制备45
- 4.1.7.2 酶活力的测定45
- 4.1.7.3 MDA含量的测定45
- 4.1.8 病理学观察45-46
- 4.1.8.1 肝、脾、鳃组织的光镜样品制备及观察45
- 4.1.8.2 肝、脾组织电镜样品制备及观察45-46
- 4.1.9 统计分析46
- 4.2 结果与分析46-55
- 4.2.1 镉对矛尾复虾虎鱼生长的影响46-47
- 4.2.2 镉对矛尾复虾虎鱼体成分及肝成分的影响47
- 4.2.3 镉在矛尾复虾虎鱼体内的蓄积状况47-48
- 4.2.4 镉对矛尾复虾虎鱼肝脏营养代谢相关酶活性的影响48-49
- 4.2.5 镉对矛尾复虾虎鱼肝、鳃和脾的抗氧化酶活性和MDA的影响49-50
- 4.2.6 矛尾复虾虎鱼肝、脾、鳃的病理学变化50-55
- 4.3 讨论55-61
- 4.3.1 镉对矛尾复虾虎鱼生长的影响55
- 4.3.2 镉对矛尾复虾虎鱼体成分和肝成分的影响55-56
- 4.3.3 镉对矛尾复虾虎鱼肝脏营养代谢相关酶活性的影响56-57
- 4.3.4 镉对矛尾复虾虎鱼肝、脾和鳃抗氧化酶系统的影响57-59
- 4.3.4.1 镉对各组织中SOD的影响57-58
- 4.3.4.2 镉对各组织中CAT的影响58
- 4.3.4.3 镉对各组织中POD的影响58-59
- 4.3.4.4 镉对各组织中MDA的影响59
- 4.3.5 镉对矛尾复虾虎鱼肝、脾、鳃组织结构的影响59-61
- 第五章 乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼抗氧化酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响61-69
- 5.1 材料与方法62-63
- 5.1.1 实验材料62
- 5.1.2 实验药品62
- 5.1.3 实验方法62
- 5.1.4 酶液的制备及酶活的测定62-63
- 5.1.4.1 酶液的制备62
- 5.1.4.2 酶活力的测定62-63
- 5.1.5 数据处理方法63
- 5.2 结果与分析63-67
- 5.2.1 矛尾复虾虎鱼肝脏中SOD、CAT、AChE和MDA活性的变化63-64
- 5.2.2 矛尾复虾虎鱼鳃中SOD、CAT、AChE和MDA活性的变化64-65
- 5.2.3 矛尾复虾虎鱼脾中SOD、CAT、AChE和MDA活性的变化65-67
- 5.3 讨论67-69
- 5.3.1 乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼肝脏、脾脏和鳃中AChE的影响67
- 5.3.2 抗氧化酶在乙酰甲胺磷对矛尾复虾虎鱼毒性效应中的作用67-69
- 参考文献69-82
- 致谢82-83
- 附录83
| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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