本文關(guān)鍵詞：土壤—蔬菜系統(tǒng)中四環(huán)素類抗生素遷移積累與污染的細(xì)胞診斷方法　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：四環(huán)素類抗生素(TCs)是世界范圍內(nèi)用量最大的抗生素之一,其環(huán)境污染的生態(tài)毒性越來越多的受到關(guān)注。我國土壤類型復(fù)雜,掌握不同類型土壤-蔬菜系統(tǒng)中四環(huán)素類抗生素的毒性效應(yīng)和遷移積累規(guī)律,建立土壤-蔬菜系統(tǒng)安全風(fēng)險評估模型,對于了解和控制土壤-蔬菜-食物鏈系統(tǒng)中四環(huán)素類抗生素污染的危害具有一定的意義。本研究采用水培和土培等方法,運(yùn)用酶聯(lián)免疫法、透射電鏡、熒光顯微鏡、流式細(xì)胞術(shù)等技術(shù)手段結(jié)合體外細(xì)胞模型,研究了土壤-蔬菜系統(tǒng)中四環(huán)素類抗生素的毒性效應(yīng)和遷移積累規(guī)律,建立了四環(huán)素類抗生素污染的細(xì)胞診斷方法。取得的主要研究結(jié)果如下:1.采用水培法和土培試驗結(jié)合酶聯(lián)免疫(ELISA)方法檢測,研究了不同土壤中四環(huán)素類抗生素污染對小白菜根系生長發(fā)育的影響,和四環(huán)素類抗生素在土壤中的降解特性。結(jié)果表明,小白菜對3種抗生素的敏感性為根長發(fā)芽率生物量,且水培條件下3種抗生素對小白菜的毒性為金霉素土霉素四環(huán)素,毒性均大于同濃度時土培條件的�？股靥幚硗寥�30 d時,4種土壤中小白菜根長對3種抗生素脅迫的敏感性均為磚紅壤紅壤青紫泥黑土;同種抗生素在4種土壤中的降解率為黑土青紫泥紅壤磚紅壤,同種土壤中3種抗生素的降解率為土霉素金霉素四環(huán)素。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)土壤中四環(huán)素類抗生素的含量與土壤有機(jī)質(zhì),氮磷鉀含量和陽離子交換量呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明越是肥沃的土壤,四環(huán)素類抗生素降解率越大,對蔬菜作物的毒性也越弱。2.利用體外人肝細(xì)胞HL-7702,結(jié)合透射電鏡,熒光顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)研究了四環(huán)素類抗生素對肝細(xì)胞的毒性機(jī)制。結(jié)果表明,在0-50 mg L-1的濃度范圍內(nèi),隨著四環(huán)素類抗生素濃度的增加,HL-7702細(xì)胞增殖和胞外的超氧化物歧化酶(SOD)活性逐漸下降,而胞外的乳酸脫氫酶(LDH),谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT),谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST),過氧化物酶(POD)活性和過氧化氫(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量則逐漸升高,肝細(xì)胞線粒體嵴和粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)生腫脹,核糖體脫落明顯,脂滴產(chǎn)生,產(chǎn)生了肝細(xì)胞晚期凋亡。四環(huán)素類抗生素可以導(dǎo)致HL-7702細(xì)胞產(chǎn)生肝細(xì)胞毒性,且毒性大小為金霉素土霉素四環(huán)素。表明氧化應(yīng)激、線粒體損傷和細(xì)胞凋亡是四環(huán)素類抗生素肝毒性的主要機(jī)制,LDH,ALT,AST,SOD,POD,H_2O_2,MDA和細(xì)胞凋亡可作為指示四環(huán)素類抗生素肝毒性的生物標(biāo)志物。3.采用盆栽試驗,運(yùn)用ELISA方法檢測探討了四環(huán)素類抗生素在土壤-白菜系統(tǒng)中的遷移積累規(guī)律,并建立了相應(yīng)的暴露評估模型。結(jié)果表明,土壤中的四環(huán)素、土霉素和金霉素遷移進(jìn)入了小白菜的根系,而只有四環(huán)素和金霉素轉(zhuǎn)移進(jìn)入了小白菜的葉片,積累量的大小為四環(huán)素金霉素土霉素。根系和葉片四環(huán)素和金霉素的積累量隨著土壤抗生素濃度的增加而增加,且積累量為葉片根系,對于不同土壤而言,長時間處理的小白菜根系和葉片中四環(huán)素和金霉素的積累量均為青紫泥黑土。通過暴露評估模型計算得出土壤-白菜系統(tǒng)中四環(huán)素、土霉素和金霉素的風(fēng)險商均小于1,且四環(huán)素金霉素土霉素。說明在一定的濃度范圍內(nèi),僅通過土壤遷移進(jìn)入小白菜途徑攝入的單一的四環(huán)素類抗生素是不會對人體健康造成風(fēng)險的。4.采用盆栽試驗,運(yùn)用HL-7702細(xì)胞模型結(jié)合體外消化法,ELISA方法檢測,透射電鏡和流式細(xì)胞術(shù)等技術(shù),建立土壤-蔬菜系統(tǒng)中四環(huán)素類抗生素污染的細(xì)胞診斷方法。結(jié)果表明,青紫泥土壤較之黑土中小白菜葉片中四環(huán)素和金霉素的濃度更高,采用模擬胃腸反應(yīng)的體外消化法,進(jìn)一步證明青紫泥較之黑土上的小白菜對肝細(xì)胞有更大的細(xì)胞毒性,生食小白菜較之熟食的肝細(xì)胞毒性也會增強(qiáng),可以導(dǎo)致細(xì)胞膜完整性受到破壞,肝功能酶活性的升高,氧化脅迫加重,線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)受損,進(jìn)一步引起肝細(xì)胞的早期凋亡,造成肝細(xì)胞的損傷。肝細(xì)胞的毒性隨著四環(huán)素抗生素的濃度的升高而增加,且長時間條件下毒性大小為四環(huán)素≈金霉素土霉素。說明肥沃的土壤上生長的小白菜四環(huán)素類抗生素的毒性可能更小,且在小白菜葉片中四環(huán)素類抗生素濃度較低的條件下,熟食白菜較之生食白菜對人體健康更安全。體外人肝細(xì)胞可以作為一種工具來診斷四環(huán)素類抗生素在土壤-蔬菜系統(tǒng)中的污染程度。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X53;X56

【參考文獻(xiàn)】

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