苯并[a]芘脅迫對三疣梭子蟹的生物有效性及毒性效應(yīng)研究.pdf

1、多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是由兩個或兩個以上苯環(huán)以稠合方式組成的化合物，是最常見的有機污染物之一，具有強致癌性和致突變性。其代表物之一苯并[a]芘（benzo[a]pyrene，BaP）由于在水環(huán)境中廣泛分布、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、致癌性強等特點而廣泛被作為研究的代表。本文選擇長江口常見的三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）作為試驗對象，開展BaP脅迫對水生生

2、物生物有效性及毒性效應(yīng)探究，以期為海洋中PAHs的危害對水生生物的初期預(yù)警提供科學(xué)有效地依據(jù)。
　　本文采用室內(nèi)模擬構(gòu)建海水-水生生物體系，將三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）放置于BaP水環(huán)境中進行實驗并取樣。從生理、生化以及分子生物學(xué)不同水平上分析 BaP在三疣梭子蟹體內(nèi)生物富集與釋放規(guī)律的代謝，對各種代謝酶類以及抗氧化酶系統(tǒng)（EROD、GST、SOD、MDA）的影響，對三疣梭子蟹解毒基因（P450

3、1A1、P-gp、HSP70）表達的影響，繼而對試驗中研究的各類生物標(biāo)志物在 BaP水環(huán)境中的污染進行有效的評估，以探討三疣梭子蟹的生物有效性及BaP對三疣梭子蟹的毒性效應(yīng)。結(jié)果如下：
　　1. BaP對三疣梭子蟹的生物有效性研究
　?。?）富集實驗
　　將三疣梭子蟹暴露在不同濃度的BaP中，經(jīng)過15天的生物富集后結(jié)果表明：三疣梭子蟹對BaP具有明顯的富集能力。經(jīng)過15天的富集，生物富集系數(shù)和吸收速率隨著BaP濃度的增

4、加而減小。在0.05μg·L-1、0.15μg·L-1、和0.45μg·L-1實驗組的富集系數(shù)分別為186.29、171.08和163.00 mg·kg-1·d-1，吸收速率分別為26.08、20.53和14.67 mg·kg-1·d-1。
　　（2）釋放試驗
　　經(jīng)過15天的富集實驗后，將三疣梭子蟹轉(zhuǎn)移到清潔的海水中進行15天的釋放試驗結(jié)果表明：三疣梭子蟹對 BaP的排出速率較慢，且隨著濃度的增加而減小，0.05μg·L-

5、1、0.15μg·L-1和0.45μg·L-1實驗組的排出速率分別為0.14、0.12和0.09 mg·kg-1·d-1。經(jīng)過15天的釋放試驗，0.05μg·L-1實驗組趨于恢復(fù)到對照組水平，但0.45μg·L-1和0.15μg·L-1試驗組依然高于對照組水平（P＜0.05）。
　　2. BaP脅迫對三疣梭子蟹解毒酶系統(tǒng)的影響機制
　　富集試驗進行15天，分別于第0天、1天、3天、5天、10天、15天采集三疣梭子蟹鰓、肝臟等

6、組織，測定其各種解毒代謝酶及抗氧化酶的活性。隨后將三疣梭子蟹移至清潔海水中，再進行15天釋放試驗，分別于第18天、20天、25天和30天取樣進行酶活性的測定。分析結(jié)果顯示：
　?。?）從時間-效應(yīng)關(guān)系分析富集實驗對各種解毒酶類活性的影響如下：各濃度組三疣梭子蟹肝臟組織中 EROD、GST活性隨著時間呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢；SOD、MDA活性則隨時間的增加而增加。鰓組織中EROD、GST、SOD活性分別在在富集的第5天、第10天

7、和15天后即達到峰值，隨后又趨于穩(wěn)定狀態(tài)，總體上呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢；MDA活性則隨時間的增加而增加。從劑量-效應(yīng)關(guān)系分析，三疣梭子蟹體內(nèi)鰓、肝臟中EROD、GST、SOD、MDA活性總體上隨著濃度的升高，誘導(dǎo)作用越加明顯。三疣梭子蟹鰓組織中EROD、GST、SOD、MDA活性在BaP中富集1天后均受到顯著誘導(dǎo)（P<0.05）。對這四種酶均產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，且隨著濃度的增加誘導(dǎo)更加顯著（P<0.05）。
　?。?）在釋放階段，不

8、同濃度組的各種解毒酶活性均迅速降低，但不同酶活性恢復(fù)情況存在差異。其中，0.05μg·L-1試驗組三疣梭子蟹鰓和肝臟組織中各種酶類經(jīng)過15天的恢復(fù)后均已趨于對照組水平；0.15μg·L-1和0.45μg·L-1實驗組經(jīng)過15天的釋放試驗，鰓組織中EROD、GST和MDA活性均已恢復(fù)到對照組水平；而鰓組織中SOD的活性與對照組水平相比較成具有顯著性差異（P<0.05）；0.15μg·L-1和0.45μg·L-1實驗組經(jīng)過15天的消除后，肝

9、臟組織中GST、SOD活性仍明顯高于對照組程度（P<0.05），EROD、MAD與對照組相比較已無顯著性差異（P＞0.05）。
　　3.BaP富集對三疣梭子蟹基因表達的影響
　　實驗共分為兩個過程，富集試驗連續(xù)15天后轉(zhuǎn)為15天的釋放試驗。在第0天、15天和第30天采集三疣梭子蟹肝臟組織，測定其相關(guān)基因的表達水平。相關(guān)性分析結(jié)果表明：BaP污染物濃度與生物體體內(nèi)HSP70、P4501A1、P-gp mRNA表達相關(guān)系數(shù)分別為