BDE-47脅迫對褶皺臂尾輪蟲的生殖毒性效應(yīng)及基于抗氧化防御系統(tǒng)的機理的研究.pdf

1、多溴聯(lián)苯醚(Polybrominated diphenyl ethers，PBDEs)作為一種新型的持久性有機污染物(Persistent organic pollutants)，在海洋環(huán)境與海洋生物體內(nèi)廣泛存在，對海洋生態(tài)系統(tǒng)具有潛在的危害。褶皺臂尾輪蟲（Branchionus plicatilis），是毒理學(xué)研究中重要的模式生物。處于低營養(yǎng)級的海洋浮游生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中處于關(guān)鍵的位置，被認為是有機污染物從水體進入食物網(wǎng)的重要途徑，

2、也可能是PBDEs在海洋食物鏈中富集及傳遞的起點及關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，本文選擇在海洋生態(tài)系統(tǒng)中廣泛分布的低溴代聯(lián)苯醚-2，2'，4，4'-四溴聯(lián)苯醚（BDE-47）為脅迫因子，將海洋浮游動物褶皺臂尾輪蟲作為實驗對象，在實驗室條件下從種群、個體、組織以及生理生化上系統(tǒng)研究了BDE-47脅迫對褶皺臂尾輪蟲的生殖毒性效應(yīng)并對基于抗氧化防御系統(tǒng)的作用機理進行了初步探討。
　　研究的主要方法以及實驗結(jié)果如下:
　　1、選擇個體產(chǎn)卵數(shù)、種群

3、產(chǎn)卵率作為褶皺臂尾輪蟲生殖毒性檢測指標(biāo)在解剖鏡下進行觀察，并在此基礎(chǔ)上進行了生命表的編制。在實驗開始的48h內(nèi)，低濃度組的BDE-47(0.008mg L-1)對褶皺臂尾輪蟲的個體產(chǎn)卵數(shù)及種群產(chǎn)卵率無顯著影響，但是暴露72h后，與空白對照組相比，低濃度組的BDE-47對褶皺臂尾輪蟲的個體產(chǎn)卵數(shù)產(chǎn)生了顯著性的抑制作用;中濃度組的BDE-47(0.08mgL-1)分別在暴露48h和72h后，對其個體產(chǎn)卵數(shù)產(chǎn)生了顯著性的抑制作用(P＜0.05

4、);高濃度組的BDE-47(0.8mg L-1)在整個實驗周期內(nèi)對褶皺臂尾輪蟲產(chǎn)生了顯著性的生殖毒性效應(yīng)，并且具有明顯的時間-效應(yīng)與劑量-效應(yīng)。生命表實驗結(jié)果表明:低中濃度組的BDE-47脅迫縮短了褶皺臂尾輪蟲的世代時間，而高濃度組(0.8 mg L-1)的BDE-47脅迫延長了其世代時間。與此同時，中濃度組(0.08mg L-1)的BDE-47顯著性的降低了褶皺臂尾輪蟲的生命期望和凈生殖率(P＜0.05);高濃度組（0.8mg L-1

5、）的BDE-47顯著性的降低了褶皺臂尾輪蟲的凈生殖率及內(nèi)稟增長率(P＜0.05)。
　　2、0.008mg L-1，0.08mg L-1的BDE-47對褶皺臂尾輪蟲脅迫24h之后，利用透射電鏡(TEM)觀察卵巢組織，檢測結(jié)果顯示:與空白對照組相比，BDE-47脅迫后，褶皺臂尾輪蟲的卵巢組織形態(tài)結(jié)構(gòu)受到明顯的損傷，表現(xiàn)為卵黃腺形態(tài)皺縮，核結(jié)構(gòu)畸形，卵巢組織內(nèi)脂質(zhì)小滴數(shù)量明顯減少。隨著脅迫濃度的增加，卵巢組織受損傷的程度逐漸加深。

6、r>　　3、活性氧(Reactive oxygen species，ROS)負載熒光探針DCFH-DA，用酶標(biāo)儀檢測褶皺臂尾輪蟲體內(nèi)ROS的熒光強度，對其體內(nèi)ROS的含量進行定量的測定;同時，用熒光顯微鏡進行觀察，對褶皺臂尾輪蟲體內(nèi)的ROS水平進行定性的檢測。同時，選擇與谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)相關(guān)的指標(biāo)GST、GPx、GR的活性以及GSH的含量作為生理生化層次上的檢測指標(biāo)。運用Pearson相關(guān)系數(shù)法分析研究抗氧化組分之間的變化及與活性氧變

7、化之間的相關(guān)性?；赗OS理論的抗氧化防御系統(tǒng)的機理的研究表明:隨著BDE-47脅迫濃度的升高，褶皺臂尾輪蟲體內(nèi)ROS的水平也不斷升高;與此同時，GST活性呈現(xiàn)出低濃度誘導(dǎo)高濃度抑制的現(xiàn)象;GPx活性及GSH含量出現(xiàn)顯著性的降低;相反，BDE-47脅迫之后，GR活性呈現(xiàn)出被誘導(dǎo)的趨勢;同時，實驗結(jié)果顯示參數(shù)GPx、GST及GSH在指示BDE-47脅迫方面較GR敏感?；陔p變量Pearson相關(guān)系數(shù)分析得出:與谷胱甘肽代謝相關(guān)的整個抗氧化

8、酶系統(tǒng)對保持生物有機體的氧化/促氧化平衡發(fā)揮著重要的作用。
　　主要得到的結(jié)論如下:
　　1、生殖毒性實驗表明:BDE-47脅迫會從個體以及種群水平上對褶皺臂尾輪蟲產(chǎn)生生殖毒性效應(yīng)，并且這種毒性效應(yīng)具有明顯的時間-效應(yīng)與劑量-效應(yīng)。生命表實驗得出，生理學(xué)指標(biāo)凈生殖率在指示BDE-47脅迫方面是一個更為敏感的指標(biāo)。
　　2、在組織水平上，研究發(fā)現(xiàn)BDE-47脅迫會破壞了褶皺臂尾輪蟲卵巢組織的超微結(jié)構(gòu)，卵黃腺結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)

9、致雌體褶皺臂尾輪蟲個體生殖能力的下降，進而體現(xiàn)在種群水平上。
　　3、在生理生化水平上，基于ROS理論的氧化應(yīng)激作用機制的研究發(fā)現(xiàn)，BDE-47脅迫會導(dǎo)致褶皺臂尾輪蟲體內(nèi)ROS水平的升高進而引發(fā)氧化脅迫毒性效應(yīng);氧化脅迫的產(chǎn)生干擾了機體的解毒作用以及與谷胱甘肽代謝相關(guān)的抗氧化酶GPx、GST、GR活性及GSH含量。同時，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)指標(biāo)GPx、GST及GSH較GR敏感;氧化脅迫的產(chǎn)生破壞了褶皺臂尾輪蟲體內(nèi)的解毒以及抗氧化防御系統(tǒng)，