高效氯氰菊酯和毒死蜱单独或联合对斑马鱼胚胎的毒性研究

发布时间：2017-07-06 10:12

  本文关键词：高效氯氰菊酯和毒死蜱单独或联合对斑马鱼胚胎的毒性研究

  更多相关文章： 毒死蜱 高效氯氰菊酯 联合毒性 氧化应激 转录组学

【摘要】：有机磷类和菊酯类杀虫剂在农业和生活中的大量使用不可避免地造成水环境污染,威胁到水生生物的生存,并能通过富集浓缩和食物链传递危害人类健康。因此农药对水环境和水生生物的影响日益成为人们的关注焦点。本研究以毒理学常用模式生物斑马鱼胚胎作为研究材料,探究了毒死蜱(CPF)和高效氯氰菊酯(BCP)单独和联合毒性及其作用机制。在本研究中,我们通过形态学观察评价两种农药潜在的发育毒性和联合作用方式。在单一农药急性毒性实验中将3 hpf的斑马鱼胚胎暴露于浓度梯度的处理溶液中96 h,观察统计畸形率、孵化率和死亡率,计算出毒死蜱和高效氯氰菊酯96 h半致死浓度(LC50)分别为1.18 mg/L和0.029mg/L。在两种农药的高浓度暴露组中斑马鱼胚胎出现了严重畸形,并且对50 hpf的胚胎孵化率产生影响。在联合急性毒性实验中,根据单一农药的96h-LC50,按照等毒性单位比混合两种农药,计算得出混合农药的96h-LC50为0.38 mg/L,通过浓度加和模型、独立作用模型、Marking相加指数法和联合指数法确定两种农药之间是协同作用。为了评价CPF和BCP以及两者联合作用下的氧化压力,采用荧光定量PCR方法分析暴露72h和96 h幼鱼氧化应激相关基因(Mn sod、Cu/Zn sod、cat、gstp2、nrf2、keap1、cox1、ucp2、bcl2)的表达,并对抗氧化酶活性(SOD、CAT、GST)和丙二醛(MDA)含量进行检测。暴露72 h时,这些抗氧化酶及相关基因在CPF、BCP和MIX暴露组中大多数表现为上调,仅在MIX组中CAT活性及其编码基因cat表现为下调。暴露96 h时,在CPF和MIX组中部分基因由上调变为下调。在所有暴露组中MDA含量都显著升高,表明两种农药单独和联合作用都会引起胚胎细胞氧化损伤。为了深入探究两种农药单一和联合毒性作用机制,我们对暴露96 h的幼鱼进行了转录组测序(RNA-Seq),并通过微滴式数字PCR对转录组数据进行了验证。测序结果表明,CPF胁迫下差异基因有356个;BCP胁迫下差异基因有2198个;两者联合作用下差异基因数则高达2358个。差异基因KEGG富集结果显示,CPF vs CK组差异基因显著富集到2个代谢通路,分别是ECM-受体相互作用和DNA复制;BCP vs CK组差异基因也显著富集到2个代谢通路,分别是光信号转导和粘着连接。MIX vs CK组差异基因显著富集到5个代谢通路,包括粘着斑、细胞周期、DNA复制、光信号转导、ECM-受体相互作用。组织切片结果显示两种农药单独和联合暴露能够造成斑马鱼幼鱼肝脏病变,引起幼鱼眼部、脑部、肝脏、肠道和尾部细胞凋亡率显著增高。本研究分析了毒死蜱和高效氯氰菊酯单独或联合的毒性作用及其作用机制,为阐明农药的毒性作用机制提供了帮助,并且可以为安全评价和风险管理提供了信息。
【关键词】：毒死蜱 高效氯氰菊酯 联合毒性 氧化应激 转录组学
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592;X171.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 英文缩略表13-14
• 第一章 引言14-21
• 1.1 毒死蜱简介14-16
• 1.1.1 毒死蜱的理化性质14
• 1.1.2 毒死蜱的残留14-15
• 1.1.3 毒死蜱的毒性作用15-16
• 1.2 高效氯氰菊酯简介16-18
• 1.2.1 高效氯氰菊酯的理化性质16
• 1.2.2 高效氯氰菊酯的残留16-17
• 1.2.3 高效氯氰菊酯的毒性作用17-18
• 1.3 斑马鱼简介18-19
• 1.4 氧化应激简介19-20
• 1.5 本研究的内容、目的和意义20-21
• 第二章 CPF和BCP单一或联合对斑马鱼胚胎的急性毒性分析21-30
• 2.1 实验材料21
• 2.1.1 材料和试剂21
• 2.1.2 实验仪器和耗材21
• 2.2 实验方法21-22
• 2.2.1 斑马鱼的养殖21
• 2.2.2 暴露溶液配制21-22
• 2.2.3 暴露处理22
• 2.2.4 形态学观察22
• 2.2.5 统计分析22
• 2.3 实验结果22-28
• 2.3.1 CPF、BCP单独及联合暴露对胚胎孵化率的影响22-23
• 2.3.2 CPF、BCP单独及联合暴露对胚胎畸形率的影响23-25
• 2.3.3 CPF、BCP单独及联合暴露的致死作用25-26
• 2.3.4 CPF和BCP的联合作用分析26-28
• 2.4 讨论28-30
• 第三章 斑马鱼幼鱼氧化应激分析30-47
• 3.1 实验材料30
• 3.1.1 材料和试剂30
• 3.1.2 实验仪器和耗材30
• 3.2 实验方法30-33
• 3.2.1 暴露处理及样品收集30
• 3.2.2 SOD、CAT、GST活性和MDA含量检测30-31
• 3.2.3 氧化应激相关基因表达量分析31-32
• 3.2.4 统计分析32-33
• 3.3 实验结果33-42
• 3.3.1 SOD、CAT、GST活性和MDA含量33-35
• 3.3.2 IBR指数法评价农药的毒性作用35-36
• 3.3.3 氧化应激相关基因的表达量变化36-42
• 3.4 讨论42-47
• 3.4.1 CPF单一暴露对幼鱼氧化应激的影响42-44
• 3.4.2 BCP单一暴露对幼鱼氧化应激的影响44-45
• 3.4.3 CPF和BCP联合暴露对幼鱼氧化应激的影响45-46
• 3.4.4 CPF和BCP单独和联合暴露对幼鱼氧化应激影响的差异46-47
• 第四章 斑马鱼幼鱼转录组测序47-58
• 4.1 实验材料47
• 4.1.1 材料和试剂47
• 4.1.2 实验仪器和耗材47
• 4.2 实验方法47-51
• 4.2.1 暴露处理及样品收集47
• 4.2.2 总RNA的提取和检测47
• 4.2.3 文库构建47-48
• 4.2.4 文库的质检48
• 4.2.5 上机测序48
• 4.2.6 测序数据分析48-49
• 4.2.7 微滴式数字PCR（ddPCR）验证49-51
• 4.3 实验结果51-56
• 4.3.1 测序数据质量评估结果51
• 4.3.2 参考序列比对分析结果51-52
• 4.3.3 基因差异表达分析结果52-53
• 4.3.4 差异基因GO富集分析53-55
• 4.3.5 差异基因KEGG富集分析55
• 4.3.6 微滴式数字PCR验证结果55-56
• 4.4 讨论56-58
• 第五章 斑马鱼幼鱼组织切片分析58-62
• 5.1 实验材料58
• 5.1.1 材料和试剂58
• 5.1.2 实验仪器和耗材58
• 5.2 实验方法58-59
• 5.2.1 暴露处理及样品收集58
• 5.2.2 苏木精—伊红（HE）染色58
• 5.2.3 Tunel凋亡染色58-59
• 5.3 实验结果59-61
• 5.3.1 HE染色分析59-60
• 5.3.2 Tunel凋亡分析60-61
• 5.4 讨论61-62
• 第六章 全文结论62-63
• 6.1 结论62
• 6.2 创新点62
• 6.3 展望62-63
• 参考文献63-70
• 致谢70-71
• 作者简历71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马萍;丁书茂;秦龙娟;张亚然;杜娟;杨旭;;农药高效氯氰菊酯对小鼠肾细胞氧化损伤的研究[J];华中师范大学学报(自然科学版);2011年04期

2 陈娇;宋敦伦;李会仙;姜辉;王晓军;林荣华;高希武;;渗透剂对高效氯氰菊酯毒力和三种鳞翅目害虫上表皮超微结构的影响[J];昆虫学报;2008年02期

3 管崎崎;尹贻彬;赵利民;;4.5%高效氯氰菊酯微乳液制备及其性能测试[J];聊城大学学报(自然科学版);2009年02期

4 马萍;秦龙娟;张亚然;杜娟;尤会会;杨旭;;高效氯氰菊酯对小鼠肝细胞的氧化损伤[J];环境科学学报;2012年03期

5 姚长滨;高效氯氰菊酯微乳剂药效研究[J];聊城师院学报(自然科学版);1998年04期

6 蔡美兰;;毒死蜱和高效氯氰菊酯防治荔枝蝽的田间试验效果[J];华东昆虫学报;2007年03期

7 黄修平;江l，

本文编号：525758