苯酚对斑马鱼行为学影响及毒理学效应研究

发布时间：2017-07-13 21:06

  本文关键词：苯酚对斑马鱼行为学影响及毒理学效应研究

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【摘要】：随着工业化进程的加快,有机物种类和数量日益增加,有机物污染造成水环境质量下降,给人类及水生生物的健康带来极大风险。论文以斑马鱼作为模式生物,以苯酚有机物污染水为研究对象,借助水质安全在线生物预警系统(BEWs)和水质毒性生物在线监测仪(RTB),实时在线监测苯酚胁迫下斑马鱼运动行为变化,并与斑马鱼毒理学效应研究相结合,探讨苯酚染毒后斑马鱼行为变化与毒理学指标之间的相关性。试验研究主要内容及结论如下。(1)采用半静态试验法进行苯酚对斑马鱼急性毒性试验研究,得出不同时间内苯酚对斑马鱼的半致死浓度(LC50)。结果表明,对斑马鱼来说,苯酚属于中等毒性物质,LC50-48h、LC50-96h分别为18.548、13.554mg/L,苯酚对斑马鱼安全浓度为1.355mg/L；对比苯酚对其他鱼类的LC50-96h,斑马鱼对苯酚的耐受力较低,敏感度高。30、40、50mg/L苯酚胁迫下,斑马鱼死亡率达到100%的时间分别为48、12、12h,斑马鱼12、24、48、96h死亡率依次为27%、53%、66%、86%。(2)在苯酚对斑马鱼急性毒性试验的基础上,采用信号波原理监测苯酚胁迫下斑马鱼行为变化,分析苯酚与斑马鱼综合行为强度的效应关系。试验期内,0.18-36mg/L试验组斑马鱼行为强度显著减弱(p0.05),苯酚浓度在0.18mg/L (0.01TU)及以上时通过分析48h内斑马鱼行为强度变化,实现水体污染的报警。与低浓度(0.18、0.9mg/L)试验组相比,高浓度(18、36mg/L)组斑马鱼行为强度达到峰值的时间提前了约1h,行为强度趋于稳定的时间也延长了10h左右。(3)采用运动图像监测原理在线监测苯酚胁迫下斑马鱼游动行为(游动速度、游动高度)、通讯行为(通讯距离、通讯分散度)等运动行为参数变化,并反应水质健康指数。研究表明,低浓度(0.18、0.9mg/L)、中等浓度(1.8、9mg/L)、高浓度(18、36mg/L)试验组水质健康指数与对照组差值依次为15%、20%、30%。对照组与试验组水质健康指数差异性显著(p0.05),其变化趋势与BEWs基本一致。与低浓度相比,高浓度试验组斑马鱼游动行为、通讯行为达到峰值的时间分别缩短了1-2h、2-4h。其中,游动高度达到峰值的时间比游动速度滞后了1-2h,苯酚胁迫下斑马鱼游动速度比游动高度更敏感,可以选取速度作为在线监测苯酚污染后的行为异常指标。(4)进行了苯酚对斑马鱼毒理学效应的研究。通过考察试验组斑马鱼体内ATP酶、乙酰胆碱酯酶(AChE)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化,探究污染物胁迫下斑马鱼运动行为学变化与毒理学效应的相关性。由试验可知,苯酚胁迫初期(6h内),与对照组相比,低浓度(0.18、0.9mg/L)组ATP酶、AChE、SOD、CAT活性分别增加了10-18%、20%、0.5-8%,呈现“毒性兴奋效应”。短时间胁迫下,苯酚可诱导酶活性,随染毒时间延长,诱导作用减弱,甚至表现出抑制作用；随苯酚浓度增加,ATP酶、AChE活力逐渐降低,SOD、CAT活力逐渐上升。由于反应的滞后作用,0.18-36mg/L六个试验组CAT活性达到峰值的时间比SOD滞后约24h。各种生物酶活性受苯酚影响,导致神经系统、大脑、肌肉等器官功发生改变,进而影响动物的行为变化,斑马鱼的运动行为强度与体内酶活性之间存在明显剂量效应关系。
【关键词】：水质预警 斑马鱼 苯酚 运动行为学 毒理学
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X171.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 斑马鱼在水质监测中的应用12-16
• 1.2.1 斑马鱼在线生物监测技术现状12-13
• 1.2.2 斑马鱼急性毒性研究现状13-14
• 1.2.3 斑马鱼行为学研究现状14-15
• 1.2.4 斑马鱼毒理学研究现状15-16
• 1.3 课题来源及研究内容16-19
• 1.3.1 课题来源16
• 1.3.2 研究目的及意义16-17
• 1.3.3 研究内容与技术路线17-19
• 第2章 苯酚对斑马鱼急性毒性试验研究19-25
• 2.1 试验材料和方法19-21
• 2.1.1 斑马鱼培养条件19
• 2.1.2 试验仪器与材料19-20
• 2.1.3 试验方法20-21
• 2.1.4 数据分析处理方法21
• 2.2 结果与分析21-24
• 2.2.1 中毒特征及行为表现21-22
• 2.2.2 苯酚对斑马鱼毒性分析22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 苯酚对斑马鱼行为学效应试验研究25-43
• 3.1 试验材料和方法25-28
• 3.1.1 试验仪器与材料25-26
• 3.1.2 试验方法26-27
• 3.1.3 数据处理方法27-28
• 3.2 结果与分析28-41
• 3.2.1 信号波监测苯酚胁迫下斑马鱼行为学变化28-30
• 3.2.2 运动图像监测苯酚胁迫下斑马鱼行为学变化30-41
• 3.3 本章小结41-43
• 第4章 苯酚对斑马鱼毒理学效应的研究43-56
• 4.1 试验材料和方法43-47
• 4.1.1 试验仪器与材料43-44
• 4.1.2 试验方法44-45
• 4.1.3 酶的活性及蛋白质含量测定及计算方法45-47
• 4.2 结果与分析47-54
• 4.2.1 苯酚对ATP酶活力的影响47-49
• 4.2.2 苯酚对AChE酶活力的影响49-50
• 4.2.3 苯酚对抗氧化酶活力的影响50-52
• 4.2.4 苯酚对斑马鱼行为学影响与毒理学效应相关性52-54
• 4.3 本章小结54-56
• 第5章 结论与建议56-59
• 5.1 结论56-57
• 5.2 建议57-59
• 参考文献59-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况66

【参考文献】

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1 马中雨;陈家全;陈兴厅;宋武昌;逯南南;孙韶华;贾瑞宝;;斑马鱼对水源特定污染物的水质监测预警[J];中国环境监测;2015年01期

2 黄毅;张金松;韩小波;黄廷林;;斑马鱼群体行为变化用于水质在线预警的研究[J];环境科学学报;2014年02期

3 马健;白延梅;;陕北兰炭工业废水处理现状及建议[J];延安大学学报(自然科学版);2013年03期

4 张亚辉;曹莹;周腾耀;王一U，

本文编号：538370