汤氏纺锤水蚤GSTT1和GSTM2基因克隆与1，2-二甲基萘胁迫下的差异性表达分析

发布时间：2020-04-28 02:57

【摘要】：随着现代工业的快速发展与人口的激增,社会对石油的需求也在逐年增加。近年来,油轮原油泄漏与海上油田溢油事故频发,海洋中的石油污染问题日益严重。本文以海洋环境中广泛存在的石油污染物多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons.PAHs)作为目标污染物,来探究在不同浓度多环芳烃(1.2-二甲基萘)暴露下的汤氏纺锤水蚤(Acartia tonsa)体内的GSTT1与GSTM2基因的表达量变化,以及多环芳烃应激下的毒性效应,为今后海洋环境中多环芳烃的生物监测以及生态风险评价提供科学依据。有机污染多环芳烃具有难降解、致癌、可以生物链累积等特征。其疏水性与脂溶性、辛醇-水分配系数均较高,这也使其能够强烈吸附于海洋中的沉积物、悬浮颗粒物以及大分子的有机物上并通过海洋生物的累积及食物链的传递,给海洋生态环境带来了极大威胁。桡足类在海洋生态环境中占据着重要的地位,其具有生命周期短,个体小,对环境中的污染物敏感等特点,是一种理想的海洋环境监测与环境污染指示生物。谷胱甘肽-S-转移酶(Glutathione S-transferase GST)作为桡足类体内代谢多环芳烃的重要酶类之一,能够诱导生物对环境胁迫作出适应性反应,催化还原型谷胱甘肽(GSH)和中间代谢物的结合,使其成为水溶性的化合物,然后从体内排出,从而达到解毒作用。本实验采用实验室培养箱中世代培养的汤氏纺锤水蚤作为研究对象,进行了急性毒性实验,测定了多环芳烃1.2-二甲基萘对汤氏纺锤水蚤的96小时急性半致死浓度(96h-LC_(50))为114.171μg/L。实验通过对GSST1/GSTM2这两个基因的克隆,获得了这两个基因的完整编码序列。然后运用软件进行序列多重性比对与同源性分析发现汤氏纺锤水蚤GSTT1/GSTM2基因与桡足类之间有较高的相似性。实验在之前测得的多环芳烃1.2-二甲基萘对汤氏纺锤水蚤的96小时急性半致死浓度(96h-LC_(50))基础上采用荧光定量RT-PCR来研究不同浓度的多环芳烃暴露下对汤氏纺锤水蚤体内GSTT1与GSTM2基因的表达量变化。实验结果表明,GSTM2基因在多环芳烃胁迫下表现敏感性更强,在抑制响应机制中,GSTT1要强于GSTM2。其规律性对探究多环芳烃胁迫下桡足类的分子机制变化具有一定的贡献作用,并在此基础上为建立和完善海洋环境中多环芳烃污染监测的分子生物标志物指标体系提供参考,也为今后海洋生态风险评价提供了的科学依据。
【图文】：

图 2-1 1-2 二甲基萘对汤氏纺锤水蚤 96h 急性中毒存活率影响Fig 2-1Effect of 1-2 dimethylnaphthalene on the survival rateof acute poisoning of Acartia tonsa for 96 h1，2-二甲基萘 对汤氏纺锤水蚤 96 h 死亡率的影响如图 2-2 所示， 随着实验甲基萘暴露浓度的上升与暴露时间的持续，汤氏纺锤水蚤的死亡率也呈现显势。暴露 96 小时后，观察到在 20 μg/L 浓度组与对照组的汤氏纺锤水蚤并未情况，20μg/L 的浓度并不会对汤氏纺锤水蚤产生影响。但在浓度 40 μg/L 组死亡现象，直至最高浓度组 1280 μg/L 存活的汤氏纺锤水蚤几乎为 0，并且其浓度组存活的汤氏纺锤水蚤活跃度与对照组相比也显著降低。根据图表初步判定半致死的浓度范围大概为 80 μg/L-160 μg/L 之间，后将各组公式通过寇式法计算得出 1, 2-二甲基萘暴露下，，汤氏纺锤水蚤 96h-LC50上.232 μg/L，下限为 74.252 μg/L 计算求得汤氏纺锤水蚤对 1, 2-二甲基萘 96 h 暴浓度 96 h-LC50为：114.171 μg/L。

2-二甲基萘 对汤氏纺锤水蚤 96 h 死亡率的影响Fig 2-2 Effects of 1，2-DMN on mortality of Acartia tonsa for 96 h2.4 讨论多环芳烃具有的强亲脂性的特性，其辛醇-水分配系数也会随着烷基取代的数和苯加而变大，通常多环芳烃对桡足类的毒性也随苯环数目和碳链增长增多而增强。本研究 了 汤氏 纺锤水蚤 对于多环芳烃 1, 2- 二甲 基萘 96 小时半数 致死 浓14.171μg/L。国内外专家对于桡足类在多环芳烃暴露下的毒性研究也有很多。徐东晖等[60]研究了腿伪镖水蚤的急性毒性实验，实验结果发现萘对火腿伪镖水蚤的 48 小时与 96 小时浓度分别 4589.34 μg/L 和 1559.55 μg/L。多环芳烃会通过降低火腿伪镖水蚤的摄食响其生殖，在低浓度（ 16μg/L）以下，对桡足类则不会产生影响。为了进一步的环芳烃会随苯环数和烷基取代的数增加毒性效应也会增强。Ott 等[61]研究了四组有
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X55

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本文编号：2642983