本文關(guān)鍵詞：基于秀麗線蟲評(píng)估三種環(huán)境激素類農(nóng)藥的環(huán)境毒性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人類在改造環(huán)境的同時(shí),也使環(huán)境受到不同程度的污染,環(huán)境污染又反過(guò)來(lái)干擾和破壞了人類正常生活以及生物的生長(zhǎng)繁衍,甚至使生物賴以生存的生態(tài)環(huán)境失衡,因此加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和防治迫在眉睫。環(huán)境激素污染是繼燃料和尾氣等大氣污染之后,新提出的一種環(huán)境污染,由于其具有較高的隱蔽性,很容易被人們忽視,然而長(zhǎng)期接觸環(huán)境激素會(huì)使生物包括人類產(chǎn)生不良反應(yīng)。環(huán)境激素的種類有很多,其中約有70%的環(huán)境激素為農(nóng)藥,且大部分農(nóng)藥為環(huán)境激素。傳統(tǒng)的儀器分析大都無(wú)法評(píng)價(jià)各成分的毒性效應(yīng),而指示生物毒理檢測(cè)法可以彌補(bǔ)這方面的不足。近年來(lái),模式生物秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)由于其自身特點(diǎn)和研究的深入,被廣大國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和毒性評(píng)估。目前利用秀麗隱桿線蟲對(duì)激素類農(nóng)藥污染進(jìn)行毒性評(píng)估已有一些報(bào)道,但是此類研究大部分側(cè)重個(gè)體水平機(jī)理研究,將秀麗隱桿線蟲種群水平各指標(biāo)應(yīng)用到毒理學(xué)研究中鮮有報(bào)道,本論文利用線蟲Caenorhabditis elegans作為指示生物,以敵敵畏、久效磷和樂(lè)果作為染毒污染物,檢測(cè)了環(huán)境激素類農(nóng)藥對(duì)線蟲的急性毒性,并在亞致死濃度下,從個(gè)體水平和種群水平上研究了線蟲各指標(biāo)的變化,并對(duì)其機(jī)制進(jìn)行了探討,判斷了可以用于環(huán)境激素類農(nóng)藥環(huán)境污染監(jiān)測(cè)和評(píng)估的生物學(xué)指標(biāo)。檢測(cè)了農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲的急性毒性,單一毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果：4 h LC50：敵敵畏為47.09±1.41 μmol/L,久效磷為18.88±0.21 mmol/L,樂(lè)果為69.95±0.12mmol/L;聯(lián)合毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果：敵敵畏與久效磷為協(xié)同作用,且高劑量混合協(xié)同作用更加明顯；敵敵畏與樂(lè)果也為協(xié)同作用,且比與久效磷的效果更加明顯；樂(lè)果和久效磷為相加作用。從乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase, AChE)活性、攝食率和運(yùn)動(dòng)能力三個(gè)方面檢測(cè)了敵敵畏、久效磷和樂(lè)果對(duì)C. elegans的神經(jīng)毒性作用,結(jié)果顯示：AChE活性隨著農(nóng)藥染毒濃度的增加而逐漸降低,為劑量效應(yīng)關(guān)系。三種農(nóng)藥也在不同程度上抑制了線蟲的攝食率,且攝食抑制率與AChE活性抑制率之間具有明顯的線性相關(guān)關(guān)系,R2值分別為0.8917、0.7590、0.8907。同時(shí)這三種農(nóng)藥也在不同程度上抑制了線蟲的基本運(yùn)動(dòng)能力,向前運(yùn)動(dòng)行為與農(nóng)藥濃度呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,且向前運(yùn)動(dòng)抑制率與AChE活性抑制率之間也具有一定的線性相關(guān)關(guān)系,R2值分別為0.6284、0.5980、0.7213。以體長(zhǎng)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、過(guò)氧化氫酶(catalase, CAT)活性、谷胱甘肽(glutathione, GSH).總含量和活性氧 (reactiveoxygen species, ROS)含量作為生物學(xué)終點(diǎn),檢測(cè)了這三種農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲生理生化指標(biāo)的影響,結(jié)果顯示：染毒后線蟲的生長(zhǎng)速度受到抑制,但是隨著恢復(fù)時(shí)間的延長(zhǎng),線蟲的生長(zhǎng)在一定時(shí)間內(nèi)反而會(huì)有所提高,來(lái)減少之前環(huán)境不適引起的生長(zhǎng)遲緩,但是如果外源污染物濃度過(guò)高卻很難恢復(fù)到正常水平。線蟲體內(nèi)谷胱甘肽總含量和SOD酶活性均與三種農(nóng)藥呈負(fù)相關(guān)的劑量效應(yīng)關(guān)系。敵敵畏對(duì)線蟲體內(nèi)CAT酶活性影響不大,但是線蟲體內(nèi)CAT酶活性與久效磷和樂(lè)果均為負(fù)相關(guān)的劑量效應(yīng)關(guān)系。線蟲體內(nèi)ROS含量與三種農(nóng)藥呈正相關(guān)的劑量效應(yīng)關(guān)系。利用改良的半流體培養(yǎng)基和生命表方法,檢測(cè)了三種農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲實(shí)驗(yàn)種群動(dòng)態(tài)的影響,結(jié)果顯示：三種激素類農(nóng)藥抑制了線蟲種群的增長(zhǎng)。處理組的總繁殖率TFR、凈生殖率R0、生命期望e0和內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm,都隨著激素類農(nóng)藥濃度的增加,數(shù)值減小,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另外低劑量樂(lè)果暴露對(duì)線蟲內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm具有毒物興奮效應(yīng)。以樂(lè)果作為染毒污染物,從配子發(fā)生入手,探討了環(huán)境激素類農(nóng)藥引起秀麗隱桿線蟲生殖能力下降的原因,結(jié)果顯示：樂(lè)果24h暴露可以使線蟲生殖腺遠(yuǎn)端有絲分裂細(xì)胞減少,同時(shí)減數(shù)分裂區(qū)的凋亡細(xì)胞增多,致使線蟲的卵子發(fā)生受到抑制。樂(lè)果4h暴露,使精子有關(guān)基因(fer-1、folt-1和spe-10) mRNA的表達(dá)水平明顯下降,致使線蟲的精子發(fā)生受到抑制。綜合本論文所有檢測(cè)結(jié)果,可以用于敵敵畏、久效磷和樂(lè)果這三種環(huán)境激素類農(nóng)藥的毒性評(píng)價(jià)的生物學(xué)終點(diǎn)為：個(gè)體水平指標(biāo)：致死率、半致死濃度、攝食率、基本運(yùn)動(dòng)能力、體長(zhǎng)、AChE活性、GSH含量、SOD酶活性、CAT酶活性、ROS含量、有絲分裂細(xì)胞數(shù)、凋亡細(xì)胞數(shù)和精子有關(guān)基因(fer-1、folt-1和spe-10)；種群水平指標(biāo)：TFR、R0、e0和rm。為將來(lái)利用秀麗隱桿線蟲監(jiān)測(cè)和評(píng)估環(huán)境激素類農(nóng)藥的毒性及污染的綜合治理提供了一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境污染 環(huán)境激素 農(nóng)藥 秀麗隱桿線蟲 半流體培養(yǎng)基
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X592
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-21
• 引言21-23
• 1 緒論23-38
• 1.1 環(huán)境激素污染23-25
• 1.1.1 環(huán)境激素23
• 1.1.2 農(nóng)藥污染23-24
• 1.1.3 環(huán)境激素污染的防治24-25
• 1.2 模式生物秀麗隱桿線蟲在環(huán)境毒性評(píng)估中的應(yīng)用25-36
• 1.2.1 秀麗隱桿線蟲在環(huán)境毒理學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用25-33
• 1.2.2 基于C. elegans評(píng)估激素類農(nóng)藥環(huán)境毒性的研究現(xiàn)狀33-35
• 1.2.3 存在的問(wèn)題35-36
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和意義36-37
• 1.4 技術(shù)路線37-38
• 2 三種農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲的急性毒性38-51
• 2.1 材料與方法39-40
• 2.1.1 材料39
• 2.1.2 線蟲的同步化培養(yǎng)39
• 2.1.3 急性毒性試驗(yàn)39-40
• 2.1.4 復(fù)合脅迫方式判定40
• 2.1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析40
• 2.2 結(jié)果與分析40-48
• 2.2.1 半致死濃度(LC_(50))40-42
• 2.2.2 敵敵畏與久效磷對(duì)秀麗隱桿線蟲的聯(lián)合毒性42-44
• 2.2.3 敵敵畏與樂(lè)果對(duì)秀麗隱桿線蟲的聯(lián)合毒性44-46
• 2.2.4 樂(lè)果與久效磷對(duì)秀麗隱桿線蟲的聯(lián)合毒性46-48
• 2.3 討論48-50
• 2.4 小結(jié)50-51
• 3 三種農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲神經(jīng)毒性的影響51-67
• 3.1 材料和方法51-53
• 3.1.1 材料51
• 3.1.2 線蟲的同步化培養(yǎng)51
• 3.1.3 染毒方法51-52
• 3.1.4 乙酰膽堿酯酶活性檢測(cè)52
• 3.1.5 攝食率的檢測(cè)52-53
• 3.1.6 基本運(yùn)動(dòng)能力測(cè)定53
• 3.1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析53
• 3.2 結(jié)果與分析53-64
• 3.2.1 對(duì)秀麗隱桿線蟲乙酰膽堿酯酶活性的影響53-55
• 3.2.2 對(duì)秀麗隱桿線蟲攝食率的影響55-57
• 3.2.3 對(duì)秀麗隱桿線蟲基本運(yùn)動(dòng)能力的影響57-60
• 3.2.4 乙酰膽堿酯酶抑制率與攝食抑制率之間的相關(guān)性分析60-62
• 3.2.5 乙酰膽堿酯酶抑制率與向前運(yùn)動(dòng)抑制率的相關(guān)性62-64
• 3.3 討論64-65
• 3.4 小結(jié)65-67
• 4 三種農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲生理生化指標(biāo)的影響67-86
• 4.1 材料和方法67-70
• 4.1.1 材料67
• 4.1.2 線蟲的同步化培養(yǎng)67
• 4.1.3 染毒方法67-68
• 4.1.4 體長(zhǎng)的測(cè)定68
• 4.1.5 酶活力測(cè)定68-69
• 4.1.6 活性氧(ROS)含量檢測(cè)69-70
• 4.2 結(jié)果與分析70-82
• 4.2.1 對(duì)秀麗隱桿線蟲生長(zhǎng)速度的影響70-73
• 4.2.2 對(duì)秀麗隱桿線蟲總谷胱甘肽(GSH)含量的影響73-75
• 4.2.3 對(duì)秀麗隱桿線蟲體內(nèi)過(guò)氧化氫酶(CAT)的影響75-78
• 4.2.4 對(duì)秀麗隱桿線蟲體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響78-80
• 4.2.5 對(duì)秀麗隱桿線蟲體內(nèi)活性氧(ROS)含量的影響80-82
• 4.3 討論82-85
• 4.4 小結(jié)85-86
• 5 三種農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲實(shí)驗(yàn)種群動(dòng)態(tài)的影響86-105
• 5.1 材料和方法87-89
• 5.1.1 材料87
• 5.1.2 線蟲的同步化培養(yǎng)87
• 5.1.3 染毒方法87-88
• 5.1.4 生命表實(shí)驗(yàn)88-89
• 5.1.5 數(shù)據(jù)處理分析89
• 5.2 結(jié)果與分析89-100
• 5.2.1 生命表89-93
• 5.2.2 農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲生活史特征的影響93-95
• 5.2.3 對(duì)秀麗隱桿線蟲生殖能力的影響95-98
• 5.2.4 對(duì)秀麗隱桿線蟲壽命的影響98-99
• 5.2.5 卵在體內(nèi)孵化現(xiàn)象(BOW)99-100
• 5.3 討論100-103
• 5.4 小結(jié)103-105
• 6 激素類農(nóng)藥對(duì)秀麗隱桿線蟲生殖毒性機(jī)制探討105-119
• 6.1 材料和方法106-109
• 6.1.1 材料106
• 6.1.2 線蟲的同步化培養(yǎng)106
• 6.1.3 染毒方法106
• 6.1.4 線蟲生殖腺有絲分裂細(xì)胞數(shù)目的測(cè)定106-107
• 6.1.5 線蟲生殖腺細(xì)胞凋亡數(shù)目的測(cè)定107
• 6.1.6 線蟲精子發(fā)生相關(guān)基因的實(shí)時(shí)定量熒光PCR檢測(cè)107-109
• 6.2 結(jié)果與分析109-115
• 6.2.1 樂(lè)果對(duì)生殖腺細(xì)胞有絲分裂的影響109-112
• 6.2.2 樂(lè)果對(duì)生殖腺減數(shù)分裂區(qū)細(xì)胞凋亡的影響112-114
• 6.2.3 樂(lè)果對(duì)線蟲精子精子發(fā)生相關(guān)基因表達(dá)水平的影響114-115
• 6.3 討論115-117
• 6.4 小結(jié)117-119
• 結(jié)論119-121
• 參考文獻(xiàn)121-130
• 致謝130-131
• 作者簡(jiǎn)介及讀博期間主要科研成果131

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：315415