BDE-47胁迫对褶皱臂尾轮虫的生殖毒性效应及基于抗氧化防御系统的机理的研究

发布时间：2018-01-14 20:18

本文关键词：BDE-47胁迫对褶皱臂尾轮虫的生殖毒性效应及基于抗氧化防御系统的机理的研究　出处：《中国海洋大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)作为一种新型的持久性有机污染物(Persistent organic pollutants),在海洋环境与海洋生物体内广泛存在,对海洋生态系统具有潜在的危害。褶皱臂尾轮虫(Branchionus plicatilis),是毒理学研究中重要的模式生物。处于低营养级的海洋浮游生物在海洋生态系统中处于关键的位置,被认为是有机污染物从水体进入食物网的重要途径,也可能是PBDEs在海洋食物链中富集及传递的起点及关键环节。因此,本文选择在海洋生态系统中广泛分布的低溴代联苯醚-2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)为胁迫因子,将海洋浮游动物褶皱臂尾轮虫作为实验对象,在实验室条件下从种群、个体、组织以及生理生化上系统研究了BDE-47胁迫对褶皱臂尾轮虫的生殖毒性效应并对基于抗氧化防御系统的作用机理进行了初步探讨。研究的主要方法以及实验结果如下：1、选择个体产卵数、种群产卵率作为褶皱臂尾轮虫生殖毒性检测指标在解剖镜下进行观察,并在此基础上进行了生命表的编制。在实验开始的48h内,低浓度组的BDE-47(0.008mg L-’)对褶皱臂尾轮虫的个体产卵数及种群产卵率无显著影响,但是暴露72h后,与空白对照组相比,低浓度组的BDE-47对褶皱臂尾轮虫的个体产卵数产生了显著性的抑制作用；中浓度组的BDE-47(0.08mg L-1)分别在暴露48h和72h后,对其个体产卵数产生了显著性的抑制作用(P0.05)；高浓度组的BDE-47(0.8mg L-’)在整个实验周期内对褶皱臂尾轮虫产生了显著性的生殖毒性效应,并且具有明显的时间-效应与剂量-效应。生命表实验结果表明：低中浓度组的BDE-47胁迫缩短了褶皱臂尾轮虫的世代时间,而高浓度组(0.8 mg L-1)的BDE-47胁迫延长了其世代时间。与此同时,中浓度组(0.08mg LJ)的BDE-47显著性的降低了褶皱臂尾轮虫的生命期望和净生殖率(P0.05)；高浓度组(0.8mg L-1)的BDE-47显著性的降低了褶皱臂尾轮虫的净生殖率及内禀增长率(P0.05)。2、0.008mg L-1,0.08mg L-1的BDE-47对褶皱臂尾轮虫胁迫24h之后,利用透射电镜(TEM)观察卵巢组织,检测结果显示：与空白对照组相比,BDE-47胁迫后,褶皱臂尾轮虫的卵巢组织形态结构受到明显的损伤,表现为卵黄腺形态皱缩,核结构畸形,卵巢组织内脂质小滴数量明显减少。随着胁迫浓度的增加,卵巢组织受损伤的程度逐渐加深。3、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)负载荧光探针DCFH-DA,用酶标仪检测褶皱臂尾轮虫体内ROS的荧光强度,对其体内ROS的含量进行定量的测定；同时,用荧光显微镜进行观察,对褶皱臂尾轮虫体内的ROS水平进行定性的检测。同时,选择与谷胱甘肽抗氧化系统相关的指标GST、GPx、GR的活性以及GSH的含量作为生理生化层次上的检测指标。运用Pearson相关系数法分析研究抗氧化组分之间的变化及与活性氧变化之间的相关性。基于ROS理论的抗氧化防御系统的机理的研究表明：随着BDE-47胁迫浓度的升高,褶皱臂尾轮虫体内ROS的水平也不断升高；与此同时,GST活性呈现出低浓度诱导高浓度抑制的现象；GPx活性及GSH含量出现显著性的降低；相反,BDE-47胁迫之后,GR活性呈现出被诱导的趋势；同时,实验结果显示参数GPx、GST及GSH在指示BDE-47胁迫方面较GR敏感。基于双变量Pearson相关系数分析得出：与谷胱甘肽代谢相关的整个抗氧化酶系统对保持生物有机体的氧化/促氧化平衡发挥着重要的作用。主要得到的结论如下：1、生殖毒性实验表明：BDE-47胁迫会从个体以及种群水平上对褶皱臂尾轮虫产生生殖毒性效应,并且这种毒性效应具有明显的时间-效应与剂量-效应。生命表实验得出,生理学指标净生殖率在指示BDE-47胁迫方面是一个更为敏感的指标。2、在组织水平上,研究发现BDE-47胁迫会破坏了褶皱臂尾轮虫卵巢组织的超微结构,卵黄腺结构被破坏,导致雌体褶皱臂尾轮虫个体生殖能力的下降,进而体现在种群水平上。3、在生理生化水平上,基于ROS理论的氧化应激作用机制的研究发现,BDE-47胁迫会导致褶皱臂尾轮虫体内ROS水平的升高进而引发氧化胁迫毒性效应;氧化胁迫的产生干扰了机体的解毒作用以及与谷胱甘肽代谢相关的抗氧化酶GPx、GST、GR活性及GSH含量。同时,研究结果发现指标GPx、GST及GSH较GR敏感；氧化胁迫的产生破坏了褶皱臂尾轮虫体内的解毒以及抗氧化防御系统,导致机体生理功能的紊乱,对生殖产生了不利的影响。4、BDE-47胁迫对褶皱臂尾轮虫具有生殖毒性效应并且ROS引起的氧化应激损伤是其产生生殖毒性效应的主要毒性机制。总之,本研究从种群、个体、组织以及生理生化水平上较为系统地研究了BDE-47胁迫对褶皱臂尾轮虫产生的生殖毒性效应并对可能的作用机理进行了初步的研究,为评价PBDEs产生的海洋生态毒理学效应提供了更为完善的理论依据。
[Abstract]:Polybrominated diphenyl ethers ( PBDEs ) , as a new type of persistent organic pollutants ( PBDEs ) , are widely distributed in marine ecosystems and have potential harm to marine ecosystems . The main methods and experimental results of this study are as follows : 1 . Selection of low - brominated diphenyl ethers - 2,2 ' , 4,4 ' - tetrabromobiphenyl ether ( BDE - 47 ) as an important pathway in marine ecosystems . The results showed that the levels of ROS were significantly decreased in the middle concentration group ( 0 . 8 mg 路 L - 1 ) . At the same time , the concentration of BDE - 47 in high concentration group ( 0 . 8 mg 路 L - 1 ) decreased significantly . The effects of BDE - 47 stress on the reproductive toxicity and the mechanism of oxidative stress induced by BDE - 47 were studied .

【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X171.5

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