三种海洋滤食动物对有机磷农药的反应及降解

论文摘要

本论文以中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘为实验材料,采用半静态的实验方法研究应用最广泛的有机磷农药甲胺磷和氧乐果对这三种动物的代谢（耗氧率、排氨率和摄食率）和代谢酶（Na+-K+-ATPase和碱性磷酸酯酶）以及抗氧化酶等的影响,以期探讨海洋生物在甲胺磷和氧乐果胁迫下的毒性反应,及它们对有机磷农药的解毒代谢机理。当海水中甲胺磷和氧乐果浓度高于50μg/L时,三种滤食性动物的O：N比随着农药浓度的增加和暴露时间的延长而明显下降,当甲胺磷和氧乐果浓度高于100μgL-1时,滤食性动物的O：N比均小于30,表明它们的能量代谢逐渐以蛋白质消耗为主。暴露于1μg/L和10μg/L的甲胺磷和氧乐果中的中国蛤蜊和紫贻贝的摄食率在实验开始的24 h内下降,24-48 h内摄食率有所增加,说明中国蛤蜊和紫贻贝对甲胺磷和氧乐果有一定的耐受力,但当有机磷农药的浓度高于50μg/L时,中国蛤蜊和紫贻贝的摄食率迅速下降；暴露于所有实验浓度的甲胺磷和氧乐果中的柄海鞘的摄食率在24 h降至最低点,此后基本不变。三种滤食动物的摄食率均随甲胺磷和氧乐果浓度的增加而下降。作为乙酰胆碱酯酶抑制剂的甲胺磷和氧乐果,对中国蛤蜊和柄海鞘乙酰胆碱酯酶有7-96%的抑制作用,且抑制程度和时间及剂量有关。紫贻贝暴露于1μg/L和10μg/L的甲胺磷和氧乐果中,其乙酰胆碱酯酶活力表现出先下降后增加的趋势。暴露于1μg/L和10μg/L的甲胺磷和氧乐果中的柄海鞘和紫贻贝,其体内的SOD酶活力在48 h时达到最大,比对照高34%-51%,表明紫贻贝和柄海鞘能够激活体内氧化还原循环的化合物并显示出抗氧化胁迫的能力。而暴露在高浓度的甲胺磷和氧乐果中的三种滤食动物体内的SOD酶活力均下降且低于对照,说明中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘对有机磷农药胁迫有一定的耐受性和抵抗性。中国蛤蜊和柄海鞘,其体内的过氧化物酶活力分别在24 h和12h达到最大值,表明有机磷农药对过氧化物酶有诱导作用,而紫贻贝,其体内的过氧化物酶在24 h时降至最低点后又缓慢增加,在96h达到对照水平。中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘体内的多酚氧化酶活力随着农药暴露时间的延长逐渐增加,48 h多酚氧化酶活力达到最高,此后基本不变。在低浓度（1和10μgL-1）的有机磷农药中,中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘体内的谷丙转氨酶活力均增加,36 h后紫贻贝和柄海鞘体内的谷丙转氨酶活力明显降低,表明紫贻贝和柄海鞘体内的肝胰腺出现了退化,72 h后中国蛤蜊、柄海鞘和紫贻贝体内的谷丙转氨酶活力逐渐恢复,说明了肝细胞的再生。低于50μg/L的甲胺磷和氧乐果使中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘体内的碱性磷酸酯酶活力增强,当有机磷农药高于1 00μg/L,三种滤食性动物的碱性磷酸酯酶活力均呈现下降趋势。1μg/L的甲胺磷和氧乐果使中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘体内的ATP酶迅速增加,当甲胺磷和氧乐果浓度高于50μg/L时,三种滤食性动物的ATP酶活力随暴露时间的延长而降低,说明体内以离子为基础的渗透压调节受到了严重的干扰。研究表明,中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘对甲胺磷和氧乐果有一定的降解作用,24-48h降解速率为7-12%,之后降解速率降为1-3%；甲胺磷和氧乐果在中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘体内的生物累积系数为76-98,且生物累积量与脂肪含量成正相关,与其在水中的名义浓度成负相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 有机磷农药
• 1.1.1 有机磷农药的结构
• 1.1.2 有机磷农药的作用机理
• 1.2 有机磷农药的的致毒机理
• 1.2.1 对胆碱酯酶的抑制
• 1.2.2 有机磷农药对生物的氧化胁迫作用
• 1.3 生物体对氧化胁迫的防御
• 1.3.1 生物体内的抗氧化体系
• 1.3.2 生物体内的抗氧化酶体系
• 1.3.3 生物体内的非酶抗氧化物
• 1.4 有机磷农药对生物生理生化的影响
• 1.4.1 有机磷农药对肝和肾的影响
• 1.4.2 有机磷农药对心脏的影响
• 1.4.3 有机磷农药对水生生物能量代谢的影响
• 1.4.4 有机磷农药对水生动物遗传毒性
• 1.4.5 有机磷对免疫系统的影响
• 1.5 有机磷农药污染的生物标识
• 1.6 本课题研究内容
• 2 有机磷农药对滤食性动物能量代谢的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 甲胺磷溶液的制备
• 2.1.3 半静态的双箱式动力学模型的实验方法
• 2.1.4 耗氧率、排氨率、摄食率的测定
• 2.1.5 耗氧率、排氨率、摄食率的计算
• 2.1.6 数据处理
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 甲胺磷和氧乐果对中国蛤蜊、紫贻贝和柄海鞘的半致死剂量
• 2.2.2 甲胺磷和氧乐果对中国蛤蜊基础代谢的影响
• 2.2.3 有机磷农药对紫贻贝基础代谢的影响
• 2.2.4 有机磷农药对柄海鞘基础代谢的影响
• 2.2.5 讨论
• 2.3 小结
• 3 有机磷农药对三种海洋动物的酶活性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料处理
• 3.1.2 实验所用试剂
• 3.1.3 蛋白质含量的测定
• 3.1.4 乙酰胆碱酯酶酶活的测定
• 3.1.5 SOD酶的测定步骤
• 3.1.6 多酚氧化酶的测定
• 3.1.7 过氧化物酶的测定
• 3.1.8 谷丙转氨酶的测定
• 3.1.9 碱性磷酸酯酶的测定
• 3.1.10 ATP酶的测定
• 3.2 结果
• 3.2.1 甲胺磷和氧乐果对三种海洋动物乙酰胆碱酯酶活力的影响
• 3.1.2 甲胺磷和氧乐果对三种海洋动物抗氧化酶系统的影响
• 3.1.3 甲胺磷和氧乐果对三种海洋动物代谢酶的影响
• 3.3 讨论
• 3.3.1 有机磷农药对海洋动物乙酰胆碱酯酶的影响
• 3.3.2 有机磷农药对海洋动物抗氧化酶的影响
• 3.3.3 有机磷农药对海洋动物代谢酶的影响
• 3.4 小结
• 3.4.1 有机磷农药对三种海洋动物乙酰胆碱酯酶的影响
• 3.4.2 有机磷农药对三种海洋动物抗氧化物酶的影响
• 3.4.3 有机磷农药对三种海洋动物代谢酶的影响
• 4 有机磷农药在滤食性动物体内的降解动态
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料处理
• 4.1.2 实验所用试剂
• 4.1.3 有机磷农药的测定
• 4.2 结果
• 4.2.1 甲胺磷和氧乐果在中国蛤喇体内的降解动态
• 4.2.2 甲胺磷和氧乐果在紫贻贝体内的降解动态
• 4.2.3 甲胺磷和氧乐果在柄海鞘体内的降解动态
• 4.3 讨论
• 4.3.1 甲胺磷和氧乐果在滤食性动物体内的降解动态
• 4.3.2 甲胺磷和氧乐果在滤食性动物体内的生物累积
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
• 作者简介