【摘要】：當(dāng)前,地表水污染對(duì)水生態(tài)平衡、水生生物的生存及人類的發(fā)展造成威脅,擬除蟲菊酯類藥物和重金屬是兩類具有代表性的污染物。本實(shí)驗(yàn)基于斑馬魚的行為監(jiān)測,分別對(duì)溴氰菊酯脅迫下斑馬魚腦和心臟中M1受體、乙酰膽堿酯酶(AChE)和Prokineticin2(PK2)的表達(dá)及氯化鎘脅迫下斑馬魚鰓部乙酰膽堿酯酶活性進(jìn)行分析,以探究溴氰菊酯和氯化鎘影響斑馬魚行為的機(jī)制,并探尋適用于水質(zhì)評(píng)估的分子指標(biāo)。為研究溴氰菊酯(0.52μg/L(0.1TU),2μg/L(10%地表水))對(duì)斑馬魚行為的影響,對(duì)168h內(nèi)斑馬魚的行為強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,溴氰菊酯會(huì)抑制斑馬魚的行為強(qiáng)度(BS),且呈現(xiàn)明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。將光照周期和黑暗周期的平均BS值進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)斑馬魚的行為強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的晝夜變化,即存在晝夜節(jié)律,SOM分析的結(jié)果進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。對(duì)BS值進(jìn)行自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),溴氰菊酯擾亂了斑馬魚的行為晝夜節(jié)律,主要表現(xiàn)為周期的提前(0.1TU處理組)或推遲(10%地表水處理組),且周期的長度也受到不同程度的擾亂。進(jìn)一步監(jiān)測168h內(nèi)斑馬魚腦和心臟中的M1、AChE及PK2的表達(dá)。結(jié)果表明,溴氰菊酯能夠影響斑馬魚的M1受體及乙酰膽堿酯酶表達(dá)的晝夜節(jié)律。溴氰菊酯使得M1受體的表達(dá)量在黑暗周期(非活躍狀態(tài))處于較高水平,而乙酰膽堿酯酶在光照周期(活躍狀態(tài))有較高水平的表達(dá),且2μg/L的溴氰菊酯產(chǎn)生更多擾亂。在兩個(gè)溴氰菊酯處理組中,斑馬魚腦中和心臟中的AChE的表達(dá)量在大多數(shù)時(shí)候處于高于對(duì)照組,這可能引起乙酰膽堿含量降低,從而間接導(dǎo)致了斑馬魚的整體BS平均值的降低。此外,溴氰菊酯處理后,PK2的高峰值不再持續(xù)出現(xiàn)在黑暗階段(非活躍期),而是更多地出現(xiàn)在光照階段。PK2正常表達(dá)節(jié)奏的擾亂可能導(dǎo)致行為節(jié)律的信號(hào)輸出受到影響,進(jìn)而引起了斑馬魚的行為晝夜節(jié)律的紊亂。而且溴氰菊酯對(duì)斑馬魚的腦和心臟的毒性作用存在時(shí)間上的延遲,同時(shí),三種基因在同一器官中的表達(dá)也存在時(shí)間上的延遲。為研究氯化鎘對(duì)斑馬魚行為的影響,在不同濃度氯化鎘(4.26 mg/L(0.1 TU),42.6 mg/L(1.0 TU,1個(gè)毒性單位),和85.2 mg/L(2.0 TU))暴露下,對(duì)斑馬魚的行為強(qiáng)度及鰓中乙酰膽堿酯酶活性進(jìn)行48h連續(xù)監(jiān)測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氯化鎘對(duì)斑馬魚的行為產(chǎn)生抑制,且氯化鎘濃度和斑馬魚的行為強(qiáng)度(BS)之間存在明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。在所有處理組的黑暗周期(13 21 h,37 45 h)可以觀察到較低的BS值,即可以觀察到晝夜節(jié)律的存在。在暴露的后期,1TU處理組晝夜節(jié)律被打亂,而0.1TU和2TU處理組中表現(xiàn)出了明顯的晝夜節(jié)律。這些結(jié)果表明行為強(qiáng)度可以直接表示氯化鎘的毒性。在為期48h的連續(xù)監(jiān)測中,斑馬魚鰓中的乙酰膽堿酯酶活性被強(qiáng)烈抑制。使用DCCA方法對(duì)行為強(qiáng)度和乙酰膽堿酯酶活性進(jìn)行互相關(guān)分析(p0.01,r0.5),結(jié)果表明,氯化鎘會(huì)影響乙酰膽堿酯酶活性,由于氯化鎘有神經(jīng)毒性,會(huì)破壞神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),這可能會(huì)引起游泳行為的減少,協(xié)調(diào)性喪失或者其他類型的行為改變。總之,晝夜節(jié)律的變化可以用于反映一定濃度的溴氰菊酯和氯化鎘中斑馬魚的行為的變化,可以用作環(huán)境壓力評(píng)估的指標(biāo),更快速、準(zhǔn)確地評(píng)估環(huán)境變化。乙酰膽堿酯酶的高水平表達(dá)、乙酰膽堿酯酶活性受抑制及M1受體表達(dá)的紊亂可能間接導(dǎo)致斑馬魚的平均行為強(qiáng)度的降低,而PK2的表達(dá)的節(jié)奏受到干擾,這可能使得SCN的行為輸出信號(hào)的傳遞受阻,因而導(dǎo)致了斑馬魚的行為晝夜節(jié)律的異常。
【圖文】：

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文小，易飼養(yǎng)，繁殖快，可以保證短期內(nèi)有充足的個(gè)體數(shù)量。透明，便于觀察，，為組織發(fā)育及功能的研究提供了便利。類基因組有著高度的同源性，為人類疾病模型的建立提供了基馬魚獨(dú)特的生物學(xué)特性使其成為晝夜節(jié)律研究的良好物種[69]，已為表現(xiàn)出明顯的晝夜節(jié)律[70]。驗(yàn)室飼養(yǎng)條件 馬魚(Danio rerio)購買于中國斑馬魚資源中心，在實(shí)驗(yàn)室中養(yǎng)殖 3驗(yàn)室培養(yǎng)溫度控制在 26±2℃，光照強(qiáng)度 4000 lx，光照周期為 ，10 h 黑暗(20:00-06:00)，每天喂食新鮮魚蟲兩次（分別為上午馬魚的代謝物及排泄物每天兩次定時(shí)清理。

作原理如下：傳感器是受試生物活動(dòng)的場所。測試生物置于流通的圓柱形傳感器 直徑）中，其兩側(cè)用尼龍網(wǎng)(250μm)封閉。每個(gè)傳感器內(nèi)的流速控器壁上存在 2 對(duì)電極，用于電流的改變。其中的一對(duì)電極發(fā)送改變并由第二對(duì)電極接收。系統(tǒng)：流水控制系統(tǒng)是為了保證流水暴露實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。流水實(shí)驗(yàn)過程中需要及時(shí)添加循環(huán)用水，以保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性。系統(tǒng)：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)受試生物的活動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)字化處理。傳感由 A / D 變壓器數(shù)字化，該轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)被定義為行為強(qiáng)度(Behavior 于表征測試生物的行為狀態(tài)，BS 值每秒進(jìn)行自動(dòng)采樣，它的范圍表示被測試生物的活動(dòng)強(qiáng)弱，0 表示不活動(dòng)，1 表示活動(dòng)性最強(qiáng)。：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)形成的行為強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過顯示終端進(jìn)行顯示。在顯、量化地觀察受試生物的活動(dòng)狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X503.225

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本文編號(hào)：2669099