【摘要】： 洛克沙胂(roxarsone, ROX)是一種目前在畜禽養(yǎng)殖中廣泛使用的有機胂飼料添加劑,具有廣譜殺菌和抗球蟲作用,可提高飼料利用率,有明顯的促生長作用。我國允許使用的有機胂飼料添加劑有洛克沙胂和氨苯胂酸,以前者應(yīng)用較多。洛克沙胂進入動物體后,主要以藥物原形隨糞便排泄,在雞糞便中的殘留濃度達10～50mg/kg(以As計)。在我國,畜禽糞便一般只經(jīng)簡單處理或不處理,作為有機肥用于農(nóng)業(yè)肥料。隨有機肥使用或隨養(yǎng)殖場排污系統(tǒng),洛克沙胂進入環(huán)境后,對土壤和水質(zhì)量有影響,可增加環(huán)境中的砷含量,可能對環(huán)境中的微生物、動植物等產(chǎn)生生態(tài)毒性。 熱休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)是在機體受到應(yīng)激后產(chǎn)生的蛋白質(zhì),具有高度的保守性,對維持細胞生存和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定起重要作用。按分子量可分為HSP90、HSP70、HSP60和小分子量HSP,其中HSP70是HSP家族中最為保守和最重要的一族,在細胞受到應(yīng)激后比其他HSP響應(yīng)明顯。HSP70的應(yīng)激響應(yīng)性質(zhì)被作為生物標志物用于各種應(yīng)激的研究中,在環(huán)境污染監(jiān)測中的應(yīng)用也逐漸增多。 本文模擬畜禽糞便中洛克沙胂殘留水平,從以下幾方面:⑴洛克沙胂殘留對土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用及對土壤幾種酶活性的影響;⑵洛克沙胂污染土壤中對小白菜、番茄生長的影響及在植物體中砷含量的變化;⑶洛克沙胂在土壤中的消除特性研究;⑷洛克沙胂在不同深度土壤中的吸附遷移特性;⑸洛克沙胂誘導(dǎo)斑馬魚不同組織中HSP70表達,研究洛克沙胂殘留對土壤的生態(tài)毒性及HSP70作為生物標志物對畜禽糞便中洛克沙胂污染環(huán)境的監(jiān)測。 將洛克沙胂殘留設(shè)為20、50、80、150、250mg/kg劑量組,按土壤微生物及酶測定的常規(guī)方法,分析洛克沙胂在不同培養(yǎng)時間對土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用、脲酶、堿性磷酸酶、蛋白酶、過氧化氫酶的影響。試驗結(jié)果顯示,對土壤呼吸強度沒有顯著性影響;對土壤的硝化作用有抑制作用,且隨著殘留水平的提高,抑制作用加強;對土壤氨化作用有較明顯抑制;對堿性磷酸酶的活性有較明顯的刺激作用;低劑量的洛克沙胂對土壤過氧化氫酶活性有一定的促進作用;對蛋白酶活性表現(xiàn)出先抑制,后有一定的促進作用;對土壤脲酶的活性在一定時間內(nèi)有輕微的加強作用。 通過盆栽試驗,在不同時間測量植株的株重、株長、葉長、根長,研究洛克沙胂不同殘留水平對青菜和番茄生長的影響;通過原子熒光光度法測定總砷,了解植株內(nèi)砷含量的動態(tài)變化。試驗結(jié)果表明,較高殘留水平時青菜株重明顯減輕,葉長和株長較正常對照組顯著變短(P0.05),對青菜的根長沒有明顯影響(P0.05)。低劑量時(≤80mg/kg),洛克沙胂對番茄株重、株長有明顯的促進作用(P0.05),大于80mg/kg劑量時則有抑制現(xiàn)象,但差異不顯著(P0.05);150、250mg/kg兩個劑量組對40d后的番茄根長有明顯抑制作用,而對葉長無明顯影響。50d時青菜和番茄中砷的含量達到峰值,隨后番茄植株中的總砷會以較快的速度消除,至100d時砷含量均低于3mg/kg;而青菜中的砷消除較慢,至90d時,150和250mg/kg組青菜中的砷含量還高于12mg/kg。 建立了高效液相色譜法(HPLC)測定土壤中洛克沙胂含量的方法,ROX的工作曲線為y = 17.726x , R2 =0.9991;線性范圍在0.10μg/L～20.00μg/L;在洛克沙胂0.2、2.0、10.0mg/kg添加水平,方法的回收率分別為81.60%、84.12%、92.82%,批內(nèi)批間RSD均小于7%;LOD為0.04mg/kg ,LOQ為0.2mg/kg。青菜和番茄盆栽試驗中不同時期的土壤樣品,通過高效液相色譜法測定其中洛克沙胂的含量,數(shù)據(jù)表明,ROX在土壤中的消除是緩慢的,至60d時,除20mg/kg洛克沙胂組在土中的濃度為1.59mg/kg外,其他各處理組在土中的含量均大于6mg/kg (6.42～22.86mg/kg)。若將ROX在土中的消除以線性消除來模擬,則在種植番茄、青菜的土中的ROX平均消除半衰期約為26.6d～44.9d。 采用平衡振蕩法研究了洛克沙胂在不同深度土壤中的吸附,結(jié)果表明,洛克沙胂進入土壤后,不同深度土壤中的吸附Bt2Bt1Ap,表層土Ap與下層土Bt1、Bt2對ROX的吸附有顯著差異(P0.05),但Bt1、Bt2間差異不顯著(P0.05);表層土中有機質(zhì)去除使對ROX的吸附明顯增加(P0.05),而去除有機質(zhì)的下層土Bt1和Bt2對ROX的吸附無明顯影響;土壤對ROX的吸附較好地符合Fettre線性模型,吸附常數(shù)在0.1941～0.5979。根據(jù)土壤有機吸附常數(shù)和吸附自由能的大小對洛克沙胂的移動性能進行了評價,認為其在3種土壤中均以物理吸附為主,且具有較高的移動性。通過對吸附常數(shù)Kd與土壤有機質(zhì)含量、CEC和土壤溶液pH值的關(guān)系進行分析,發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)含量、CEC量和土壤溶液pH值在吸附過程中均屬支配因素,Kd與土壤有機質(zhì)含量、CEC量、土壤溶液pH值呈負相關(guān)。 不同淋洗液水、0.01mol/L CaCl_2和0.01mol/L EDTA-Na_2對洛克沙胂在不同深度土壤中的淋洗作用不同。水對表層土和Bt2土中ROX有較好的淋洗作用,而在Bt1土中,0.01mol/LEDTA-Na_2有較好的淋洗作用;雞糞浸提液的主要成分為有機質(zhì),加入雞糞浸提液是為了模擬畜禽糞便中有機質(zhì)與ROX進入土壤后的淋溶遷移。從淋洗率來看,ROX在不同深度土壤中被水、0.01mol/L CaCl_2和0.01mol/L EDTA-Na_2淋洗率在72.3%～100.4%,說明ROX在土壤中的遷移是水溶性的,可在不同深度的土壤中遷移,在土壤中未發(fā)現(xiàn)有明顯吸附和賦積行為。但洛克沙胂這種水溶性的遷移,可能會較快地進入地表水和地下水中,造成對水環(huán)境質(zhì)量的影響。 在100mg/L洛克沙胂誘導(dǎo)斑馬魚HSP70、HSC70及HSF1表達試驗中,通過免疫組織化學、RT-PCR和熒光定量PCR分析,結(jié)果表明洛克沙胂可誘導(dǎo)斑馬魚鰓、性腺和肝臟組織表達HSP70、HSC70及HSF1。免疫組化顯示HSP70在鰓的基底組織、鰓弓、平滑肌、鰓小片的上皮細胞及紅細胞的胞質(zhì)中有表達;在睪丸和卵巢的基質(zhì)細胞的胞質(zhì)中有強陽性黃色顆粒;在肝臟組織中,多見中央靜脈周圍及紅細胞胞質(zhì)中有較淡的黃色表達。熒光定量PCR結(jié)果說明斑馬魚性腺、鰓和肝臟中hsp70、hsc70和hsf1三種基因在洛克沙胂誘導(dǎo)后12h,均有最高表達。相對于空白組織的表達量,12h時性腺中這三種基因的表達倍數(shù),性腺中達26.43、13.70、17.53倍;鰓中分別為52.89、34.83、59.31倍;肝臟中分別為4.59、3.82、3.32倍。從表達峰值來看,這三種基因在鰓中表達最高,性腺中次之,肝臟中最少。在誘導(dǎo)6h時,鰓組織中這三種基因的表達即分別達4.97、2.50、18.61倍;肝臟中表達量分別為1.75、2.24、1.77倍;而性腺中分別為1.05、0.62、1.89倍。從時間上來看,這三種基因的誘導(dǎo)表達啟動鰓最早,肝臟次之,性腺相對較晚。綜上所述,HSP70及相關(guān)蛋白顯示出作為生物標志物在有機胂環(huán)境污染中應(yīng)用的可能性,還有待進一步深入研究。
【圖文】：

68圖 3-1 斑馬魚正常組織免疫組化圖a, b, d: 分別為肝、鰓、性腺(縱切) 100×；c, e: 鰓、性腺 400×Fig.3-1 Immunohistochemical picture of normal zebrafish tissuesa, b, d: liver, gill and gonad 100×; c, e: gill and gonad 400×

圖 3-2 洛克沙胂誘導(dǎo)鰓 HSP70 陽性免疫組化圖a, b, c： 鰓 100×；d, e, f, g, h：鰓 400×Fig.3-2 Positive express of HSP70 in gill of zebrafish exposed to 100mg/L roxarsonea, b, c：gill 100×；d, e, f, g, h：gill 400×
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X592

【引證文獻】

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1 孫嘉興;關(guān)連珠;顏麗;張昀;;土壤酶活性對洛克沙胂殘留的生物響應(yīng)[J];沈陽農(nóng)業(yè)大學學報;2011年04期

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本文編號：2711385