重金属离子对三种纤毛虫的毒性研究

发布时间：2018-01-31 07:56

本文关键词： 重金属离子纤毛虫急性毒性联合毒性转录组　出处：《山东大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着现代工业的发展,重金属污染物排放量增多,水体环境受到的威胁越来越严峻。及时进行环境质量检测和准确评价重金属的生态毒性对于保护人类健康有重要意义。与单一的理化监测相比,利用模式生物进行生态毒理试验能更真实地反映污染物的毒性,因而受到越来越多的关注。纤毛虫原生动物对环境中某些因素的变化较敏感,可以作为生物毒理试验对象,研究重金属离子的生物毒性。本试验以自然环境中广泛存在的多小核草履虫(Paramecium multimicronucleatum)、粘游仆虫(Euplotes muscicola)和扇形游仆虫(Euplotes vannus)为受试生物,研究了 Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr3+ Ni~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)六种常见重金属离子对纤毛虫的生物毒性。将纤毛虫暴露于不同浓度的重金属离子试剂中,测定纤毛虫的死亡率和各种重金属离子对纤毛虫的24 h半致死浓度(LC50),确定重金属离子的急性毒性和联合毒性,以期为重金属污染环境风险评估和水体质量监测提供基础数据和技术支持。此外,还利用IlluminaHiSeqTM测序平台进行了多小核草履虫转录组测序,分析了 Cu~(2+)胁迫下多小核草履虫的基因表达差异,旨在为后续相关研究提供基础数据。主要研究结果如下:1.在单一毒性试验中,Cu~(2+)和Hg+对三种纤毛虫的毒性较强,而Zn~(2+)对三种纤毛虫的毒性最弱。在不同浓度的重金属离子试剂中暴露24h后,三种纤毛虫表现出不同程度的死亡率。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cr3+、Ni~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)对多小核草履虫的 24hLC50分别为 0.032mg L~(-1)、59.4mg·L~(-1)、42.7mg L~(-1)、2.94mg L~(-1)、0.347 mg·L~(-1)、0.073 mg L~(-1),对粘游仆虫的 24 hLC50 分别为 0.065 mg·L~(-1)、70.6 mg·L~(-1)、48.4 mg·L~(-1)、3.73 mg·L~(-1)、23.2 mg·L~(-1)、0.045 mg·L~(-1),对扇形游仆虫的24 h LC50分别为 0.233 mg·L~(-1)、22.8 mg·L~(-1)、0.88 mg·L~(-1)、17.4 mg·L~(-1)、89.2 mg·L~(-1)、0.019 mg·L~(-1)。2.联合毒性试验研究了 Cu~(2+)-Zn~(2+)、Cd~(2+)-Hg~(2+)、Cu~(2+)-ZZn~(2+)-Cr3+-Ni~(2+)三组混合试剂对纤毛虫的毒性效应,试剂中重金属离子混合比例能影响联合毒性作用类型,表现为拮抗作用或协同作用。Cu~(2+)-Zn~(2+)和Cd~(2+)-Hg~(2+)对三种纤毛虫的联合毒性类型差异较大,在浓度1:1和毒性1:1时联合毒性类型不同。Cu~(2+)-Zn~(2+)-Cr3+-Ni~(2+)的联合毒性类型主要为拮抗作用,混合溶液的毒性小于四种重金属离子单一毒性之和。3.多小核草履虫的转录组利用Illumina HiSeqTM测序平台进行测序。用Trinity软件从头组装后,共获得6603305条Contigs和80093条Unigenes,其中40538条Unigenes注释到数据库中。14307条Unigenes在GO数据库有注释信息,包括结合、催化活性、代谢过程和细胞过程等。17787条Unigenes在COG数据库中注释到25个功能分类预测蛋白,包括信号转导机制、普通功能预测、翻译后修饰、蛋白转换、伴侣等。6839条Unigenes在KEGG数据库中注释到43个二级代谢通路,主要有信号转导、碳水化合物代谢、转录等。4.多小核草履虫暴露于0.01 mg·L~(-1) Cu~(2+)中48 h后,共有54条差异表达基因,包括10条上调表达基因和44条下调表达基因。在KEGG数据库中共注释到4条代谢通路:基础转录因子(Basal transcription factors)、病毒致癌(Viral carcinogenesis)、蛋白质运输(Protein export)、核酸切除修复(Nucleotide excision repair),均为下调表达,表明Cu~(2+)胁迫可以影响多小核草履虫体内转录、细胞增殖、蛋白质运输、核酸切除修复等代谢过程。
[Abstract]:The biological toxicity of heavy metal ions to ciliates was studied . The results were as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : 1 . The results are as follows : The toxicity effects of Cu ~ ( 2 + ) - Zn ~ ( 2 + ) , Cd ~ ( 2 + ) - Hg ~ ( 2 + ) , Cu ~ ( 2 + ) - ZZn ~ ( 2 + ) - Cr 3 + - Ni ~ ( 2 + ) on ciliates were studied by using Illumina HiSeqTM sequencing platform . Protein export and nucleic acid excision repair are downregulated , suggesting that Cu ~ ( 2 + ) stress can affect the metabolism of transcription , cell proliferation , protein transport , nucleic acid excision repair and so on .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X171.5

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