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铬在中华稻蝗体内的累积及对抗氧化系统的影响

王跃  
【摘要】:中华稻蝗(Oxya chinensis)是我国重要的农业害虫,在我国大部分地区都有分布。中华稻蝗主食水稻、高粱和玉米等禾本科植物,具有繁殖数量多、食量大的特点,因而对我国粮食产量造成严重损失。中华稻蝗成虫呈黄绿色,雌虫比雄虫略大,喜栖息于潮湿的环境。生活史若虫阶段共五龄,三龄以前生活在农田边,对水稻等作物为害较小,从三龄开始进入农田,对水稻的为害随龄期的增长而逐渐增大,成虫期为害更重。作为一个农业大国,对蝗虫进行有效控制是我国经济快速发展过程中必须解决的问题。 重金属污染是指在工业生产中将含有铬、汞、铅、镉、砷等的化合物排放到自然环境中,对环境造成污染。由于重金属很难被环境降解,所以重金属污染具有危害严重、危害时间久的特点。重金属铬污染主要来源于皮革制剂、陶瓷和化妆品原料等。当铬污染物从工厂排放的废水中进入水稻田等自然环境中时,会通过食物链传递方式间接地进入人体内,对人体的健康产生严重影响。例如,铬可引起人体皮炎,使皮肤开裂,长期接触会产生胃炎、胃痛等症状,严重时可以对生物产生致癌作用。 本文研究内容如下: 以不同浓度六价铬(Cr6+)溶液(0、7.5、15、30 mg/L)培育小麦苗对中华稻蝗(Oxya chinensis)分两批(一批从四龄开始到成虫,第二批从一龄开始到成虫)进行慢性染毒。 一、用重金属Cr6+对中华稻蝗从四龄开始进行慢性染毒,以火焰原子吸收法测定麦苗、中华稻蝗体内以及粪便内的Cr浓度。探讨了麦苗、中华稻蝗排泄物内以及中华稻蝗体内重金属Cr6+的累积浓度与染毒浓度之间的关系,揭示中华稻蝗对于环境中重金属Cr6+污染的自我调节能力以及中华稻蝗对重金属Cr的累积和耐受性与龄期之间的关系。 二、用重金属Cr6+对中华稻蝗从一龄开始进行慢性染毒,到成虫时分别测量雄性和雌性中华稻蝗的体重和体长,发现在Cr6+毒性作用下,中华稻蝗体重和体长随染毒浓度的变化规律,揭示Cr6+染毒对中华稻蝗生长发育的影响。 三、从四龄开始用重金属Cr6+对中华稻蝗染毒,到成虫后采用分光光度法测定经不同浓度Cr6+染毒的成虫中华稻蝗体内抗氧化酶活力,探讨中华稻蝗体内重要抗氧化酶活力以及总抗氧化能力与Cr6+处理浓度之间的关系;分析环境中存在超标的Cr6+污染时,中华稻蝗体内各种抗氧化酶所起的作用及其机理。 本文研究结果如下: 一、在第一次染毒实验中,用不同浓度的Cr6+溶液培养小麦,其麦苗内Cr累积浓度随着染毒浓度的升高呈逐渐增大的趋势。当用Cr6+溶液培养的小麦苗从四龄开始喂食中华稻蝗,体内以及粪便中Cr浓度随Cr6+溶液染毒浓度的升高而增大。对于进入体内过量的重金属Cr6+,中华稻蝗具有自我调节能力,可以通过排泄的方式排出体内一部分Cr,以减少机体内的Cr含量。 在第二次染毒实验中,用重金属Cr6+培育小麦,其体内Cr含量的累积趋势与第一次染毒结果一致,对第一次实验进行了验证。研究结果表明,同一龄期,不同处理浓度条件下,中华稻蝗体内重金属Cr的积累浓度随染毒浓度的升高而增加。对照组、7.5 mg/L、15 mg/L和30 mg/L组中,随着龄期的增加,中华稻蝗体内累积的Cr浓度呈先增加,后降低的趋势,说明中华稻蝗对于重金属Cr的累积能力与龄期有一定关系。对照组以及15 mg/L组在三龄处积累最大,7.5mg/L以及30 mg/L组在五龄处积累最大。成虫体内重金属Cr浓度降低,表明成虫阶段中华稻蝗对于重金属Cr6+的积累能力降低。 二、经过Cr6+慢性染毒后,雄性和雌性中华稻蝗体重随染毒浓度的增大呈逐渐减小轻的趋势,重金属Cr6+对中华稻蝗的体重发育产生影响。随染毒浓度的增大,雄性和雌性中华稻蝗的体长呈逐渐减小的趋势,表明Cr6+染毒对中华稻蝗的身体发育有影响。 三、随着Cr6+浓度的逐渐增加,中华稻蝗SOD活力基本保持在一定范围内,表明SOD对于Cr6+毒性造成的体内各种过氧化物的变化不敏感。GPx、CAT以及T-Aoc随着Cr6+处理浓度的逐渐增大,呈先增高后降低的趋势。CAT和GPx在应对Cr6+引起的体内过氧化物增多起着重要的作用,它们可以通过一系列代谢反应以降低体内的过氧化物浓度,降低Cr6+对中华稻蝗毒害程度,但这种调节能力是有一定限度的。


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