【摘要】：隨著海洋和淡水環(huán)境中的微塑料日益增多,微塑料現(xiàn)已成為威脅水域生物圈的重要污染物,并引起越來(lái)越多研究者的關(guān)注。本文從微塑料對(duì)水生生物影響的角度,以中華絨螯蟹(Eriocheir sinensis)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,探討了微塑料在被生物攝取后在生物體內(nèi)主要器官中的分布和富集,及其對(duì)中華絨螯蟹生長(zhǎng)的影響,分析了中華絨螯蟹的各組織富集微塑料后對(duì)氧化應(yīng)激,體液免疫因子以及腸道微生物的影響等,較為全面地研究了微塑料對(duì)中華絨螯蟹的毒性效應(yīng),結(jié)果可為深入研究新型污染物微塑料對(duì)水生生物毒性效應(yīng)提供基礎(chǔ)生物學(xué)資料。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.微塑料在中華絨螯蟹組織中的富集及其對(duì)生長(zhǎng)和鰓組織中ATP酶活力的影響本文以濃度為40mg/L,粒徑為5μm的熒光聚苯乙烯微粒為實(shí)驗(yàn)材料,選取活潑健康的中華絨鰲蟹雌蟹為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行7d富集實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示微塑料在中華絨螯蟹的肝胰腺、鰓和腸組織均有富集且富集量具有一定的時(shí)間效應(yīng)。21天微塑料亞毒性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著微塑料濃度(0mg/L、0.04mg/L、0.4mg/L、4mg/L和40mg/L)的升高,中華絨螯蟹的增重率、特定增長(zhǎng)率及肝體指數(shù)均表現(xiàn)下降的趨勢(shì)。此外,鰓組織中ATP酶活力在微塑料暴露7d和14d時(shí)呈上升趨勢(shì),而在21天時(shí),高濃度微塑料暴露組顯著抑制了鰓組織中ATP酶活力。以上結(jié)果表明微塑料可以在中華絨螯蟹的鰓、肝胰腺和腸組織中富集,且其在鰓組織中富集后,會(huì)影響鰓組織中的離子轉(zhuǎn)運(yùn),長(zhǎng)時(shí)間的高濃度微塑料暴露會(huì)顯著抑制鰓中各ATP酶的活力。2.微塑料對(duì)中華絨螯蟹肝胰腺組織氧化應(yīng)激的影響為研究微塑料對(duì)中華絨螯蟹肝胰腺組織造成的影響,本文檢測(cè)了肝胰腺組織中一系列標(biāo)志性酶的活力及其基因表達(dá)情況。其中包括反映肝胰腺組織損傷情況的谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)的活性,神經(jīng)毒性反應(yīng)方面的乙酰膽堿酯酶(ACh E)活性以及氧化應(yīng)激相關(guān)的超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)的活力和還原性谷胱甘肽(GSH)、過(guò)氧化物質(zhì)丙二醛和過(guò)氧化脂質(zhì)的含量。此外,本文還從分子角度進(jìn)一步檢測(cè)了SOD、CAT、GPx、GST基因和與氧化應(yīng)激緊密相關(guān)的MAPK通路上幾種重要基因的m RNA相對(duì)表達(dá)量。結(jié)果表明,SOD、GOT、GSH與GPx活性均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),ACh E、CAT、GPT酶活性較對(duì)照組顯著降低;肝胰腺中抗氧化SOD、CAT、GPx和GST基因表達(dá)均呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì);MAPK信號(hào)通路中的p38基因表達(dá)量升高,ERK、AKT、MEK基因的表達(dá)量均顯著下降。以上結(jié)果表明微塑料會(huì)對(duì)中華絨螯蟹的生長(zhǎng)造成負(fù)面影響,并會(huì)在肝胰腺中引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng),顯著抑制了肝胰腺中的抗氧化酶力,并通過(guò)抑制抗氧化基因和MAKP信號(hào)通路上的基因的表達(dá)進(jìn)而對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和活力造成負(fù)面效應(yīng)。3.微塑料對(duì)中華絨螯蟹非特異免疫及腸道微生物的影響為研究微塑料對(duì)中華絨螯蟹非特異性免疫反應(yīng)的影響,本文檢測(cè)了肝胰腺和血淋巴組織中酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(AKP)、酚氧化酶(PO)和溶菌酶(LSZ)四種酶的活性和血淋巴中血藍(lán)蛋白(Hc)的含量。結(jié)果顯示,血淋巴中血藍(lán)蛋白含量、AKP、PO和肝胰腺中的AKP和LSZ酶活力,在7d和14d都會(huì)隨著微塑料濃度升高呈先升后降趨勢(shì),而肝胰腺中的ACP、PO活力均呈上升趨勢(shì),在21d時(shí)較7d和14d均有下降趨勢(shì)。為深入研究微塑料對(duì)中華絨鰲蟹非特異免疫的影響,本文從分子水平測(cè)定了肝胰腺和血細(xì)胞中Hc、ACP、AKP、LSZ、PO和caspase幾種基因的m RNA相對(duì)表達(dá)含量的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Hc、ACP、AKP、LSZ基因表達(dá)量變化趨勢(shì)與相應(yīng)酶活性變化相符。此外,血細(xì)胞中的caspase和My D88基因表達(dá)量高于對(duì)照組,而兩基因在肝胰腺中的表達(dá)量較對(duì)照組均呈先升后降趨勢(shì)。此外,對(duì)腸道微生物的研究結(jié)果顯示高濃度微塑料可能會(huì)降低中華絨螯蟹腸道內(nèi)微生物的豐度和均勻度,糖精菌、厚壁菌、放線菌、柔膜菌、擬桿菌和變形桿菌構(gòu)成了中華絨螯蟹腸道微生物的主要結(jié)構(gòu)。在40mg/L微塑料暴露下,厚壁菌和擬桿菌在中華絨螯蟹腸道菌群中的比例有所升高,而梭桿菌和變形桿菌的豐度呈下降趨勢(shì)。綜上結(jié)果表明微塑料對(duì)中華絨鰲蟹肝胰腺和血淋巴中的免疫相關(guān)酶和基因造成了顯著負(fù)面影響,其在門(mén)、綱、屬幾個(gè)分類水平上對(duì)中華絨螯蟹腸道菌群的多樣性和組成均造成了影響。
【圖文】：

實(shí)驗(yàn)室有關(guān)微塑料的吸收實(shí)驗(yàn)大多集中在浮游動(dòng)物和貽貝等無(wú)脊椎動(dòng)物，室外研究也有發(fā)現(xiàn)一些魚(yú)類和海鳥(niǎo)等脊椎動(dòng)物可吸收微塑料。微塑料在食物鏈中的傳遞如圖1.1所示。圖1.1 微塑料在食物鏈中的傳遞(Wright et al., 2013a)Figure 1.1 The translation of microplastics in the food chain（Wright,. et al 2013）由于塑料大多為白色透明，其與北太平洋中央環(huán)流部分的浮游類生物甚為相似，燈籠魚(yú)（Myctophidae）易把小的塑料碎片當(dāng)作是其食物資源，，也會(huì)通過(guò)攝食已經(jīng)攝入微塑料的浮游類進(jìn)而間接食入微塑料。燈籠魚(yú)可以被金槍魚(yú)（Tuna）、

實(shí)驗(yàn)用微塑料溶液均通過(guò)向紫外消毒過(guò)的曝氣水中加入購(gòu)買的微塑料溶液進(jìn)行配制。圖 2.1 微塑料在淡水中的分散情況（動(dòng)態(tài)光散射）Figure 2.1 Dynamic light scattering (DLS) of microplastics dispersed in freshwater010203040500.1 1 10 100 1000 10000IntenistyPe(cernt)Size (d.nm)Size Distribution by IntensityRecord 38: 1 Record 39: 2 Record 40: 3
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X171.5

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本文編號(hào)：2615559