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Cd、Pb、Hg暴毒下泥蚶的分子生态毒理学研究

化夏试剂:Cd、Pb、Hg暴毒下泥蚶的分子生态毒理学研究

发布时间:2014-3-27   来源www.hx-r.com   供参考
近几十年来,随着越来越多的技术手段应用,水体环境污染研究已取得了飞速的发展。其中,以生物标志物监测水环境重金属污染以其价廉、广谱性、灵敏度高等特点成为目前环境科学界的研究热点。水体重金属污染以其分布范围广、持续时间长、不易分解、易被生物体富集等特点已经成为全球性的环境问题,受到了世界范围内的广泛关注。双壳贝类一般移动性很差,活动范围小,并且分布广泛,种类、数量繁多,容易暴露于各种水体重金属污染物中并对其进行富集,是一种非常理想的水体重金属污染指示生物。本文以东南沿海一带典型的经济物种,埋栖型滩涂养殖贝类——泥蚶为研究对象,选择Cd、Pb、Hg三种最常见重金属污染物,在总结前人的研究成果基础上,开展了泥蚶卵黄蛋白原(vitellogenin,Vg)基因克隆及其合成方式研究;在Cd2+、Pb2+、Hg2+暴毒下,泥蚶体内抗氧化酶活性、脂质过氧化物及Vg mRNA表达水平变化等研究,初步探讨Cd、Pb、Hg对泥蚶的毒性机制。主要研究结果如下: 1Cd、Pb、Hg胁迫对泥蚶体内抗氧化酶系统及MDA含量影响的研究 低浓度(1μg/L、3μg/L、6μg/L、9μg/L)Cd2+、Pb2+及Hg2+(0.04μg/L、0.12μg/L、0.36μg/L、1.08μg/L)长期(28d)胁迫能对泥蚶(Tegillarca granosa)内脏团和鳃两种组织中总超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)及丙二醛(MDA)含量造成显著影响。整体上看,短期内(7d-14d)较低的两个浓度组泥蚶变化不大,MDA含量没有显著增加,而较高的两个浓度组的泥蚶体内抗氧化酶活性及MDA含量则在第7d时即发生显著变化。随着攻毒时间的延长,低浓度组抗氧化酶活性及MDA含量也显著增加,并最终与高浓度组一样,抗氧化酶活性被抑制到对照组水平,MDA含量仍持续增加。由此认为,泥蚶体内抗氧化酶活性在一定条件下可以作为水环境中重金属Cd、Pb、Hg污染的生物标志物,但在实际应用中需要考虑到多方面因素(如温度、盐度、pH、生长期、污染物混合效应、污染物浓度、暴露时间)的影响,相比之下,MDA含量可以相对较好地显示污染情况,可以作为水环境污染的良好监测指标。 2泥蚶Vg基因cDNA全长克隆及其在Cd胁迫下的表达变化研究 先后经过同源克隆及RACE全长扩增,最终得到1411bp的cDNA片段,包含1363个核苷酸的开放阅读框(ORF),编码454个氨基酸。分子量为52356.04Da;估计等电点为9.13,PSORTⅡPrediction在线分析显示第13个和第14个氨基酸之间可能是裂解位点,且第1-13个氨基酸为裂解信号肽(cleavable signalpeptide)。该片段与其他双壳贝类Vg基因序列比对结果显示,整体上泥蚶Vg序列保守性不高(33-46%),这与其它贝类Vg之间的保守度相似。系统进化树分析显示,泥蚶与贻贝、太平洋牡蛎等贝类的亲缘关系最近,之后为虾蟹类,最后为文昌鱼。 在Cd2+(1μg/L、3μg/L、6μg/L、9μg/L)的暴露下,各浓度组泥蚶内脏团组织中Vg mRNA表达量在前14d与对照组差异不显著,到第21d时,除最低浓度组外,其余浓度组Vg表达量显著增高(P0.05),此后表达量稳定在较高水平。这说明Cd暴露能显著诱导泥蚶内脏团组织中Vg mRNA的表达,因此,泥蚶内脏团组织中Vg mRNA水平可以作为生物标志物用于监测水环境中Cd的污染程度。 3泥蚶体内Vg合成方式研究 Vg是卵黄蛋白(vitellin,Vn)的前体,而Vn是所有卵生雌性动物卵黄的主要成分,是胚胎和幼体早期发育主要的营养来源。本文利用透射电镜技术观察了泥蚶卵黄发生期间各细胞器的特征及卵黄粒的形成过程。结果显示:泥蚶初级卵母细胞的发育过程可以分为卵黄合成前期、卵黄合成期及卵黄合成后期三个时期。在卵黄发生过程中,线粒体、高尔基体、粗面内质网、微吞饮泡等都参与了卵黄粒的形成,且线粒体和粗面内质网是形成卵黄粒的主要胞器。卵黄发生的原料以外源性合成为主,外源性营养物质主要来自消化腺。
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