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《兰州大学》 2007年 博士论文
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黄河兰州段水质污染对花背蟾蜍的毒理学影响

黄德军  
【摘要】: 本论文对刘家峡(相对无污染地区)和兰州地区(以有机的石油类和挥发酚类为主要污染物)花背蟾蜍(Bufo raddei Strauch)的自然种群进行了研究:从生态学角度对B.raddei成体的种群密度、性别比例、生殖力(产卵量和雄性生殖腺指数)、脏器指数和食性以及蝌蚪的生长发育状况(孵化率、存活率和畸形率)进行了调查分析;从细胞和分子生物学角度对B.raddei成体血红细胞的微核率、血红细胞和肝细胞的DNA损伤程度、肝细胞的DNA甲基化程度、氧化损伤程度及抗氧化能力进行了测定,结果发现: 1.兰州和刘家峡两地区B.raddei的食物组成、脂肪体指数和雄性生殖腺指数差异不显著(P>0.05),说明兰州地区水体污染对B.raddei的食物组成、营养状态和雄性生殖力影响不明显; 2.兰州地区B.raddei的产卵量和蝌蚪的存活率明显下降(P<0.01)、蝌蚪的死亡率和畸形率显著增加(P<0.01),说明水体污染能导致B.raddei雌性成体生殖力和幼体成活率的降低,畸形率的增高,直接影响B.raddei种群数量,导致其种群衰退;雄雌比例的改变也能间接地对B.raddei的种群结构和数量产生影响; 3.兰州地区B.raddei的体重体长减小、肝脏和肾脏指数增大(P<0.05),说明兰州地区的B.raddei相对刘家峡的要消耗更多的能量用于排毒解毒以减轻污染对机体的伤害,从而用于繁殖的能量相对减少,间接导致B.raddei种群数量下降; 4.兰州地区B.raddei的密度明显比同期刘家峡的低(P<0.05),说明兰州地区的水体污染是导致B.raddei种群数量下降的原因之一; 5.兰州地区B.raddei血红细胞微核率明显比同期刘家峡地区的高(P<0.01),说明兰州地区水体污染物对生存其中的两栖类具有较强的诱变性; 6.兰州地区B.raddei血红细胞和肝细胞的DNA损伤程度明显比同期刘家峡地区的高(P<0.05),这与微核率的结果一致,进一步证明兰州地区水体污染物对动物细胞的DNA有较大的遗传损伤作用。兰州地区B.raddei肝细胞的丙二醛含量显著增加(P<0.05),而总抗氧化能力明显降低(P<0.05),充分说明兰州地区的B.raddei受水体污染物刺激,导致自由基发挥毒性作用,一方面增大了对细胞膜和DNA的氧化损伤作用,另一方面抑制了肝细胞的总抗氧化能力; 7.兰州地区B.raddei肝细胞DNA的甲基化程度明显低于同期刘家峡地区的(P<0.05),说明兰州地区水体污染物对两栖类有潜在的致癌作用; 8.相关性分析结果表明,相对于微核率测定,DNA损伤程度和DNA甲基化程度检测的结果能更好地反映石油类和酚类污染的生物学效应;而对于慢性中毒监测,用肝细胞作为研究材料比血红细胞更加灵敏准确; 9.石油类和挥发酚类物质对B.raddei的遗传毒性效应具有明显的季节性,污染程度轻的季节,B.raddei遗传物质的损伤程度也低,说明轻污染环境对生物造成的遗传物质损伤具有可修复性。因此,加强对工业废水和城市污水的处理可以减轻对生物的毒性作用,甚至可以使受损生物得到恢复。 总之,本文探讨了石油类和挥发酚类污染物质对B.raddei在生态学和分子生物学方面的毒性影响,阐述了其毒性影响机制,同时为石油类和酚类污染的生物监测提供了科学方法,对于两栖类的物种保护、湿地生物资源和生物多样性的恢复、水质监测和环境评价都具有非常重要的意义。


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