本文關鍵詞：BDE-47脅迫對褶皺臂尾輪蟲的生殖毒性效應及基于抗氧化防御系統(tǒng)的機理的研究　出處：《中國海洋大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：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,也可能是PBDEs在海洋食物鏈中富集及傳遞的起點及關鍵環(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果如下：1、選擇個體產(chǎn)卵數(shù)、種群產(chǎn)卵率作為褶皺臂尾輪蟲生殖毒性檢測指標在解剖鏡下進行觀察,并在此基礎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-’)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(0.08mg L-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(P0.05)；高濃度組的BDE-47(0.8mg L-’)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,并且具有明顯的時間-效應與劑量-效應。生命表實驗結果表明：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 LJ)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(P0.05)；高濃度組(0.8mg L-1)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(P0.05)。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)結構受到明顯的損傷,表現(xiàn)為卵黃腺形態(tài)皺縮,核結構畸形,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。3、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)負載熒光探針DCFH-DA,用酶標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)相關的指標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。運用Pearson相關系數(shù)法分析研究抗氧化組分之間的變化及與活性氧變化之間的相關性。基于ROS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)出被誘導的趨勢；同時,實驗結果顯示參數(shù)GPx、GST及GSH在指示BDE-47脅迫方面較GR敏感。基于雙變量Pearson相關系數(shù)分析得出：與谷胱甘肽代謝相關的整個抗氧化酶系統(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,并且這種毒性效應具有明顯的時間-效應與劑量-效應。生命表實驗得出,生理學指標凈生殖率在指示BDE-47脅迫方面是一個更為敏感的指標。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構,卵黃腺結構被破壞,導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理論的氧化應激作用機制的研究發(fā)現(xiàn),BDE-47脅迫會導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;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的抗氧化酶GPx、GST、GR活性及GSH含量。同時,研究結果發(fā)現(xiàn)指標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),導致機體生理功能的紊亂,對生殖產(chǎn)生了不利的影響。4、BDE-47脅迫對褶皺臂尾輪蟲具有生殖毒性效應并且ROS引起的氧化應激損傷是其產(chǎn)生生殖毒性效應的主要毒性機制。總之,本研究從種群、個體、組織以及生理生化水平上較為系統(tǒng)地研究了BDE-47脅迫對褶皺臂尾輪蟲產(chǎn)生的生殖毒性效應并對可能的作用機理進行了初步的研究,為評價PBDEs產(chǎn)生的海洋生態(tài)毒理學效應提供了更為完善的理論依據(jù)。
[Abstract]:Polybrominated diphenyl ethers ( PBDEs ) , as a new type of persistent organic pollutants ( PBDEs ) , are widely distributed in marine ecosystems and have potential harm to marine ecosystems . The main methods and experimental results of this study are as follows : 1 . Selection of low - brominated diphenyl ethers - 2,2 ' , 4,4 ' - tetrabromobiphenyl ether ( BDE - 47 ) as an important pathway in marine ecosystems . The results showed that the levels of ROS were significantly decreased in the middle concentration group ( 0 . 8 mg 路 L - 1 ) . At the same time , the concentration of BDE - 47 in high concentration group ( 0 . 8 mg 路 L - 1 ) decreased significantly . The effects of BDE - 47 stress on the reproductive toxicity and the mechanism of oxidative stress induced by BDE - 47 were studied .

【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X171.5

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本文編號：1425138