吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓的氧化胁迫及DNA损伤

发布时间：2017-07-28 18:36

  本文关键词：吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓的氧化胁迫及DNA损伤

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【摘要】：甲氧基丙烯酸酯(Strobilurin)类杀菌剂是一种以天然抗生素Strobilurin A为先导化合物,经过二十多年的结构优化而开发出来的新型杀菌剂。它几乎对所有的真菌类病害均具有良好的活性,是继三唑类后,杀菌剂开发史上树立的又一个新的里程碑。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂正在世界范围内被广泛使用,目前,已经商品化的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂已有十多种,其中,2011年全球销售额过亿的就有6种,而吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯作为其中销售额过亿的两个品种,近年来更是被广泛的应用,前景十分广阔。然而,由于人们大量、不科学使用,使得它们在施用过程中利用率较低,大部分农药残留在土壤、水体等生态系统中,对生态环境安全带来潜在危害。为评价吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对土壤生态环境安全的影响,本研究以赤子爱胜蚓为指示生物,将其分别暴露于经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒的人工土(OECD标准,2004)中,染毒浓度为0、0.1、1、2.5mg?kg~(-1)人工土,分别在染毒后的第7d、14d、21d和28d测定蚯蚓体内活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性和丙二醛(MDA)以及体腔细胞DNA损伤程度。通过以上各指标综合地从氧化损伤和遗传毒性两角度评价了吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓的毒性效应,为今后全面、科学评价吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对土壤生态系统的潜在毒性危害提供基础数据。主要结果概括如下:(1)吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯的暴露下均会对蚯蚓产生一定的氧化胁迫效应,两者差异不大。各处理组ROS含量均高于对照组水平,且随染毒浓度的增大ROS含量逐步升高。随时间的推移,在生物体内抗氧化酶等的作用下,吡唑醚菌酯处理组ROS含量在21d之后有所降低,且0.1mg?kg~(-1)处理组恢复至对照水平;氟嘧菌酯处理组ROS含量在第28d也出现了轻微的降低。(2)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,蚯蚓体内的抗氧化酶SOD、CAT和POD活性分别受到了一定程度的影响。其中,吡唑醚菌酯处理组在前21d各抗氧化酶的活性较多呈现出被激活状态,第28d各酶活性均有所降低,SOD和POD活性均出现被抑制现象;氟嘧菌酯处理组SOD活性一直处于激活状态,CAT活性表现为先被抑制后激活的现象,POD活性变化规律不明显。酶活性的这种变化表明蚯蚓机体受到了一定程度的损伤。(3)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,各浓度处理组蚯蚓体内解毒酶GST活性均出现明显的变化。吡唑醚菌酯各处理组GST活性在7d~21d处于被激活状态,28d后出现抑制;氟嘧菌酯各处理组GST活性均受到一定程度的激活作用,其中0.1mg?kg~(-1)处理GST活性在第21d后恢复至对照水平。(4)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,蚯蚓体内MDA含量出现先升高后有所下降的趋势。吡唑醚菌酯处理组MDA含量在7d~21d处于升高状态,28d恢复至对照水平;氟嘧菌酯处理组MDA含量在第14天开始明显升高,第28天出现轻微的降低。(5)经吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯染毒处理后,蚯蚓体腔细胞DNA均受到了明显损伤,随染毒浓度的增大,DNA损伤程度也越大,存在明显的剂量-效应关系;彗星实验也是本实验最为敏感的指标。随着时间的延长,各处理组DNA损伤程度先是越来越大,到第28d低浓度(0.1mg?kg~(-1))处理组均出现损伤程度降低的趋势。
【关键词】：甲氧基丙烯酸酯类 赤子爱胜蚓 氧化胁迫 DNA损伤
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X592
【目录】：

• 中文摘要8-10
• Abstract10-12
• 1 引言12-24
• 1.1 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂概述12-15
• 1.1.1 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的作用机理13
• 1.1.2 吡唑醚菌酯的理化性质及应用13-14
• 1.1.3 氟嘧菌酯的理化性质及应用14-15
• 1.2 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的生态毒理效应研究15-16
• 1.3 指示生物—蚯蚓在毒理学研究中的应用16-17
• 1.4 本实验各项研究指标概述17-21
• 1.4.1 活性氧自由基（ROS）概述17-19
• 1.4.1.1 ROS的产生17-18
• 1.4.1.2 ROS对生物体的影响18
• 1.4.1.3 ROS的清除18-19
• 1.4.2 抗氧化酶系（SOD、CAT和POD）概述19-20
• 1.4.3 谷胱甘肽硫转移酶（GST）概述20
• 1.4.4 丙二醛（MDA）概述20-21
• 1.4.5 单细胞凝胶电泳（SCGE）概述21
• 1.5 本文研究内容21-24
• 2 材料与方法24-36
• 2.1 药品试剂24-25
• 2.2 仪器设备25
• 2.3 赤子爱胜蚓选取及染毒方式25-26
• 2.3.1 供试土壤25-26
• 2.3.2 染毒浓度及染毒时间26
• 2.3.3 染毒方式26
• 2.4 蚯蚓体内各指标的测定26-35
• 2.4.1 蚯蚓体内ROS含量测定26-27
• 2.4.1.1 试剂配制26-27
• 2.4.1.2 蚯蚓线粒体悬浮液的制备27
• 2.4.1.3 ROS测定方法27
• 2.4.2 蚯蚓组织匀浆液的制备及蛋白含量的测定27-29
• 2.4.2.1 蚯蚓组织匀浆液的制备28
• 2.4.2.2 蛋白标准曲线的绘制方法及测定28-29
• 2.4.2.3 匀浆液蛋白含量的测定29
• 2.4.3 蚯蚓体内SOD活性测定29-30
• 2.4.3.1 SOD试剂配制29
• 2.4.3.2 SOD比活力的测定29-30
• 2.4.3.3 结果与计算30
• 2.4.4 蚯蚓体内CAT活性测定30
• 2.4.4.1 CAT试剂配制30
• 2.4.4.2 CAT比活力的测定30
• 2.4.4.3 结果与计算30
• 2.4.5 蚯蚓体内POD活性测定30-31
• 2.4.5.1 POD试剂配制30-31
• 2.4.5.2 POD比活力的测定31
• 2.4.5.3 结果与计算31
• 2.4.6 蚯蚓体内GST活性测定31-32
• 2.4.6.1 GST试剂配制31
• 2.4.6.2 GST活性测定31-32
• 2.4.6.3 GST结果与计算32
• 2.4.7 蚯蚓体内MDA含量测定32
• 2.4.7.1 MDA试剂配制32
• 2.4.7.2 MDA含量测定32
• 2.4.7.3 MDA结果与计算32
• 2.4.8 蚯蚓的体腔细胞DNA损伤的测定32-35
• 2.4.8.1 彗星实验试剂的配制32-34
• 2.4.8.2 蚯蚓体腔细胞的制备34
• 2.4.8.3 单细胞凝胶电泳实验34-35
• 2.5 数据处理35-36
• 3 结果与分析36-50
• 3.1 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓ROS含量的影响36-37
• 3.2 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内抗氧化酶的活性的影响37-41
• 3.2.1 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内SOD活性的影响37-38
• 3.2.2 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内CAT活性的影响38-40
• 3.2.3 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内POD活性的影响40-41
• 3.3 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内GST活性的影响41-43
• 3.4 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内MDA含量的影响43-44
• 3.5 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓DNA损伤程度的影响44-46
• 3.5.1 彗星图像44-45
• 3.5.2 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓的体腔细胞DNA损伤程度的影响45-46
• 3.6 各指标双因素方差分析46-50
• 3.6.1 吡唑醚菌酯暴露下各指标双因素方差分析46-48
• 3.6.2 氟嘧菌酯暴露下各指标双因素方差分析48-50
• 4 讨论50-57
• 4.1 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓的氧化胁迫效应50-52
• 4.1.1 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓体内ROS含量的影响50-51
• 4.1.2 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓抗氧化酶的活性的影响51-52
• 4.2 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓GST活性的影响52-53
• 4.3 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓MDA含量的影响53-54
• 4.4 吡唑醚菌酯和氟嘧菌酯对蚯蚓的体腔细胞DNA的损伤54-55
• 4.5 各个测定指标间的相关性55-57
• 5 结论57-59
• 6 本论文创新及不足之处59-60
• 参考文献60-67
• 致谢67-68
• 攻读学位期间发表论文情况68

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