本文選題：微囊藻毒素 + 富營養(yǎng)化�。� 參考：《復(fù)旦大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：水體富營養(yǎng)化的最大危害就是水華。水華中60%～70%的藻為產(chǎn)毒藻,并可向水體釋放微囊藻毒素(Microcystins, MCs)。青草沙水庫位于長江下游長江口,是典型的河口水庫。該水庫供水規(guī)模占上海市原水供應(yīng)總規(guī)模50%以上,受益人口逾1000萬,保障青草沙水庫水質(zhì)具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。 MCs毒性強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定,常規(guī)水處理及煮沸均不能完全消除。短期暴露于大量的微囊藻毒素可以導(dǎo)致人類急性中毒,甚至死亡；長期暴露于低劑量的MCs可能對人群健康構(gòu)成潛在威脅。MCs是強(qiáng)促癌劑,能抑制蛋白磷酸酶PPl和PP2A的活性。肝臟是其最重要靶器官。對于MCs所導(dǎo)致的遺傳毒性研究多集中于肝細(xì)胞。近來研究表明,微囊藻提取物(Microcystis Extracts, MCE)能夠誘導(dǎo)腎臟原癌基因c-fos、c-jun等的表達(dá)。而MCE致腎細(xì)胞的遺傳毒性研究較少。 基于此,本研究1)通過密切監(jiān)測青草沙水庫水質(zhì)、藻類及其毒素的污染狀況,判斷水庫的富營養(yǎng)化程度,確定優(yōu)勢藻,探索藻類演化趨勢。2)獲取青草沙水庫水華MCE,并開展其對人胚腎HEK293細(xì)胞系的細(xì)胞毒性和遺傳毒性試驗,為風(fēng)險控制提供依據(jù)。 第一部分青草沙水庫水質(zhì)、藻類及其毒素污染現(xiàn)狀 青草沙水庫是目前中國最大的淺層河口型水庫,于2011年6月正式全線通水。水庫水面積約66km2,有效庫容4.35億m3,規(guī)劃供水規(guī)模為719萬m3/d。其水質(zhì)受上游水質(zhì)、水量的直接影響,豐富的氮、磷等營養(yǎng)鹽是富營養(yǎng)化的危險因素。2011年6月至12月,我們密切監(jiān)測青草沙水庫水質(zhì)狀況、藻類生長及微囊藻毒素的變化。 1.采樣點的設(shè)置與監(jiān)測指標(biāo) 采樣點依據(jù)《青草沙水庫常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測采樣方案》設(shè)定,共設(shè)置11個采樣垂線,為庫首1#,中央沙2#,墾區(qū)南側(cè)3#、墾區(qū)北側(cè)4￥,庫中5#、6#、7#,庫尾8#、9#,取水口10#,庫首閘外11#。 監(jiān)測指標(biāo)包括：1)水質(zhì)指標(biāo)：總氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、葉綠素-a、水溫、溶解氧、透明度、濁度、pH值、鹽度、電阻率、電導(dǎo)率、溶解性總固體；2)藻細(xì)胞種屬鑒定和藻細(xì)胞密度；3)5種MCs異構(gòu)體：包括溶解性MCs和總MCs。 2.研究結(jié)果 1)青草沙水庫水溫呈明顯的季節(jié)性變化趨勢,四分位數(shù)范圍20.3027.50℃：溶解氧多為Ⅰ類水質(zhì),四分位數(shù)范圍7.89～9.82mg/L；透明度庫首1#、中央沙2#、墾區(qū)南側(cè)3#和庫首閘外11#較低；pH值四分位數(shù)范圍8.43～9.01,呈堿性：鹽度7～11月趨于平穩(wěn),其四分位數(shù)范圍0.15～0.19g/L,12月鹽度有明顯的升高,均值為0.30g/L；電阻率四分位數(shù)范圍2.48～3.20×103Ω·cm；電導(dǎo)率四分位數(shù)范圍313～402μs/cm；溶解性總固體四分位數(shù)范圍156.5201.0mg/L。葉綠素-a含量與水溫和CODMn呈顯著正相關(guān)關(guān)系。 2)根據(jù)修正的卡爾森指數(shù)法,青草沙水庫CTSIM多在60～70之間,呈中度富營養(yǎng)化狀態(tài)。 3)8、9月份藻細(xì)胞密度高,四分位數(shù)范圍為4.3×106個/L～5.9×106個/L。庫外長江水11#采樣點藻細(xì)胞密度多為105個/L,低于庫內(nèi)。 4)6至8月,藍(lán)藻比例明顯提高,主要為微囊藻、顫藻、魚腥藻、束絲藻；9至12月,硅藻占優(yōu)勢,主要為小環(huán)藻、顆粒直鏈藻、舟形藻。 5)青草沙水庫微囊藻毒素以MC-RR/YR/LR三種異構(gòu)體為主；MCs水平6-8月含量及檢出率較高；庫中6#點、庫尾北側(cè)9#點及墾區(qū)北側(cè)4#點水樣微囊藻毒素檢出率相對較高。 第二部分青草沙水庫微囊藻提取物的遺傳毒性試驗 多數(shù)研究者使用肝細(xì)胞進(jìn)行MCs的遺傳毒性研究。近來研究表明,MCs也可能損害腎臟。然而,很少有研究者采用腎細(xì)胞進(jìn)行遺傳毒性評價。在遺傳毒性檢測領(lǐng)域,微核試驗廣泛應(yīng)用。近來發(fā)展的胞質(zhì)阻滯微核試驗,因其解決了常規(guī)培養(yǎng)微核試驗無法區(qū)分全部轉(zhuǎn)化細(xì)胞和首次分裂細(xì)胞的動力學(xué)問題,得到相當(dāng)大的發(fā)展。本研究開展MCE對HEK293的遺傳毒性評價。 1.樣品的采集和MCE的獲取 2012年水華形成期間,用25#浮游生物網(wǎng)采集青草沙水庫取水口水華樣品,鏡檢發(fā)現(xiàn)微囊藻為優(yōu)勢藻,同時可見顫藻和魚腥藻,這三種藻均為產(chǎn)微囊藻毒素的藍(lán)藻。樣品提取后用HPLC進(jìn)行成分分析,每克凍干藻細(xì)胞MC-RR540.3μg、 MC-YR106.7μg、MC-LR311.8μg、MC-LW12.7μg、MC-LF10.3μg。 2.微囊藻提取物對人胚腎293細(xì)胞的細(xì)胞毒性 以含凍干藻細(xì)胞6.13×10-3μg/ml、6.13×10-2μg/ml、6.13×10-1μg/ml、6.13μg/ml、61.3μg/ml,613μg/ml的劑量染毒,進(jìn)行CCK-8細(xì)胞毒性試驗,結(jié)果表明,染毒劑量為凍干藻細(xì)胞613μg/ml時,平均細(xì)胞存活率為80%,小于該劑量存活率90%。 3.微囊藻提取物對人胚腎293細(xì)胞的遺傳毒性 采用胞質(zhì)阻滯微核試驗從染色體層面評估含MC-LR等的微囊藻提取物對人胚腎細(xì)胞系HEK293的遺傳毒性。陰性對照為0.5%DMSO,陽性對照為1μmol/L的絲裂霉素C (MMC)。染毒劑量分別為含凍干藻細(xì)胞6.13μg/ml、61.3μg/ml、613μg/ml。結(jié)果表明,青草沙水庫微囊藻提取物在61.3gg凍干藻細(xì)胞/ml,即MC-LR含量19.1μg/L劑量水平即可誘導(dǎo)人胚腎細(xì)胞系微核形成,導(dǎo)致染色體損傷,并且該作用具有劑量依賴性,提示青草沙水庫微囊藻提取物可能具有遺傳毒性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R114

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本文編號：1771633