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生物标志物法研究石油胁迫对半滑舌鳎的毒性效应

作　者: 李传慧
导　师: 娄安刚；崔毅
学　校: 中国海洋大学
专　业: 环境科学
关键词: 胜利原油 半滑舌鳎 抗氧化系统酶 免疫相关酶 生物标志物
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 73次
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内容摘要


本论文采用室内模拟试验,将半滑舌鳎幼鱼分别置于0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2mg/L胜利原油的海水中,在污染的第1、2、4、8、15d取样,15d后解除污染进行3d的恢复实验,取样,研究胜利原油污染对半滑舌鳎幼鱼抗氧化系统酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GPx、谷胱甘肽转硫酶GST)和几种免疫相关酶(过氧化物酶POD、溶菌酶LSZ、Na~+-K~+-ATPase)活性的影响,以探讨其用于石油污染的生物标志物的可行性,以期为石油污染海洋生态早期预警技术提供理论依据。具体结论如下:1.半滑舌鳎幼鱼在曝油15d内肝脏SOD和CAT活性随时间总体呈现升高-降低-升高的趋势,并且随着暴露浓度的增加,出现高值的时间提前,各浓度组GPx活性呈峰值变化,先增大后减小,第4d升高到最大值,GST活性除0.1和0.2mg/L组变化不大外,其余各组均呈先增加后减小的趋势,原油浓度越高酶活性被显著诱导的时间越早,表现出一定剂量-效应关系。另外,同一浓度组GPx和CAT被显著诱导的时间比SOD和GST早,比较得出对胜利原油污染胁迫反应敏感度:GPx、CAT>SOD、GST。实验中发现,抗氧化酶活性的变化受多种因素的影响,不适合单独作为石油污染的生物标志物,应综合几种抗氧化酶指标并结合其他指标综合进行分析。2.半滑舌鳎幼鱼曝油15d内原油浓度0.1、0.2、0.4和0.8mg/L组肝脏POD活性呈峰值变化,先增大后减小,第8d时升高到最大值,而原油浓度1.6和3.2mg/L组肝脏POD活性先减小后增大,第8d时降低至最小值。3.2mg/L组肝脏LSZ活性先减小后增大,第8d时降低至最小值,其它实验组肝脏LSZ活性先增大后减小,第2d时达到最大值,第4d后趋于稳定。从剂量-效应关系来看,POD和LSZ均呈现低浓度诱导高浓度抑制的趋势。0.1mg/L组鳃丝Na~+-K~+-ATPase活性与对照组无显著差异(P>0.05),3.2mg/L组呈波动变化,其他各组鳃丝Na~+-K~+-ATPase活性总体呈现呈先抑后增变化趋势,原油浓度越高抑制作用越强,表现出一定的剂量-效应关系。且肝脏LSZ和鳃丝Na~+-K~+-ATPase活性分别在曝油第1d就被极显著诱导和抑制,肝脏POD活性在曝油第4d时3.2mg/L组被极显著抑制,因此认为肝脏POD、LSZ和鳃丝Na~+-K~+-ATPase可作为反映半滑舌鳎幼鱼在原油污染条件下逆境生理的生化指标,而肝脏LSZ和鳃丝Na~+-K~+-ATPase比肝脏POD对胜利原油污染胁迫更为敏感,更适合作为石油类污染的生物标志物。(3)污染胁迫解除后,不同浓度组各种酶活性的恢复情况存在差异,这表明污染物对生物体的毒性效应存在一定的阈值,在这个阈值内机体未发生中毒反应,污染胁迫解除后也能较快的恢复到正常水平,当污染物对生物体的作用超过机体的适应能力时,生物体出现中毒反应,即使解除污染胁迫后,生物体的酶活性也不能恢复到正常水平。从污染胁迫解除后各实验组半滑舌鳎幼鱼7种酶活性的恢复情况分析,胜利原油对半滑舌鳎幼鱼CAT、GPx和LSZ活性影响的阈值在0.2和0.4 mg/L之间,对GST活性影响的阈值在0.8和1.6mg/L之间,对SOD活性影响的阈值在1.6和3.2 mg/L之间,而对POD和Na~+-K~+-ATPase活性影响的阈值在3.2 mg/L以上,。(4)建立基于整合生物标志物响应(Integrated Biomarker Responses,IBR)指数的多种生物标志物响应的综合评价指标。从IBR值随时间变化趋势来看,各试验组在曝油前期IBR值与曝油时间基本呈正相关关系,后期IBR值与曝油时间基本呈负相关关系。从IBR值与曝油浓度的关系来看,不同曝油时间IBR值随石油浓度的增大基本呈升高-降低-升高的趋势。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
0 前言  12-13
1 综述  13-23
  1.1 海洋石油污染原因  13
  1.2 石油污染对海洋生物的影响概况  13-16
    1.2.1 石油污染对鱼类的影响  13-14
    1.2.2 石油污染对浮游生物的影响  14-16
    1.2.3 石油污染对底栖生物的影响  16
  1.3 水产动物相关酶研究概况  16-19
    1.3.1 超氧化物歧化酶  16-17
    1.3.2 过氧化氢酶  17
    1.3.3 谷胱甘肽过氧化物酶  17
    1.3.4 谷胱甘肽转硫酶  17-18
    1.3.5 过氧化物酶  18
    1.3.6 溶菌酶  18
    1.3.7 Na~+-K~+-ATPase  18-19
  1.4 生物标志物概述  19-21
    1.4.1 生物标志物  19
    1.4.2 生物标志物研究进展  19-21
  1.5 本文研究目的、意义及内容  21-23
    1.5.1 研究目的和意义  21-22
    1.5.2 研究内容  22-23
2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏 SOD 活性的影响  23-30
  2.1 材料及方法  23-25
    2.1.1 仪器  23
    2.1.2 试验药品  23
    2.1.3 石油分散液的制备  23
    2.1.4 试验生物及培养  23-24
    2.1.5 石油分散液的测定  24-25
  2.2 试验设计  25
  2.3 酶活性的测定方法  25
  2.4 数据的处理及分析方法  25-26
  2.5 结果与讨论  26-30
    2.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏SOD 活性影响的剂量-效应关系  26-28
    2.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏SOD 活性影响的时间-效应关系  28
    2.5.3 污染胁迫解除后SOD 活性的恢复情况  28-30
3 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏 CAT 活性的影响  30-35
  3.1 材料及方法  30
  3.2 试验设计  30
  3.3 酶活性的测定方法  30
  3.4 数据的处理及分析方法  30
  3.5 结果与讨论  30-35
    3.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏CAT 活性影响的剂量-效应关系  30-32
    3.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏CAT 活性影响的时间-效应关系  32-33
    3.5.3 污染胁迫解除后CAT 活性的恢复情况  33-35
4 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏 GPx 活性的影响  35-40
  4.1 材料及方法  35
  4.2 试验设计  35
  4.3 酶活性的测定方法  35
  4.4 数据的处理及分析方法  35
  4.5 结果与讨论  35-40
    4.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏GPx 活性影响的剂量-效应关系  35-37
    4.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏GPx 活性影响的时间-效应关系  37-38
    4.5.3 污染胁迫解除后GPx 活性的恢复情况  38-40
5 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏 GST 活性的影响  40-45
  5.1 材料及方法  40
  5.2 试验设计  40
  5.3 酶活性的测定方法  40
  5.4 数据的处理及分析方法  40
  5.5 结果与讨论  40-45
    5.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏GST 活性影响的剂量-效应关系  40-42
    5.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏GST 活性影响的时间-效应关系  42-43
    5.5.3 污染胁迫解除后GST 活性的恢复情况  43-45
6 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏 POD 活性的影响  45-50
  6.1 材料及方法  45
  6.2 试验设计  45
  6.3 酶活性的测定方法  45
  6.4 数据的处理及分析方法  45
  6.5 结果与讨论  45-50
    6.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏POD 活性影响的剂量-效应关系  45-48
    6.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏POD 活性影响的时间-效应关系  48
    6.5.3 污染胁迫解除后POD 活性的恢复情况  48-50
7 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏 LSZ 活性的影响  50-55
  7.1 材料及方法  50
  7.2 试验设计  50
  7.3 酶活性的测定方法  50
  7.4 数据的处理及分析方法  50
  7.5 结果与讨论  50-55
    7.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏LSZ 活性影响的剂量-效应关系  50-52
    7.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼肝脏LSZ 活性影响的时间-效应关系  52-53
    7.5.3 污染胁迫解除后LSZ 活性的恢复情况  53-55
8 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼 Na~+-K~+-ATPase 活性的影响  55-61
  8.1 材料及方法  55
  8.2 试验设计  55
  8.3 酶活性的测定方法  55
  8.4 数据的处理及分析方法  55
  8.5 结果与讨论  55-61
    8.5.1 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼鳃丝 Na~+-K~+-ATPase 活性影响的剂量-效应关系  55-58
    8.5.2 胜利原油对半滑舌鳎幼鱼鳃丝 Na~+-K~+-ATPase 活性影响的时间-效应关系  58-59
    8.5.3 污染胁迫解除后Na~+-K~+-ATPase 活性的恢复情况  59-61
9 整合生物标志物的初步分析  61-66
  9.1 抗氧化系统酶和免疫相关酶作为石油类污染生物标志物的可行性分析  61-62
  9.2 整合生物标志物的初步分析（Integreted Biomarker Responses，IBR）  62-66
    9.2.1 整合生物标志物响应计算方法  62-63
    9.2.2 整合生物标志物分析  63-66
10 结论  66-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
个人简历  74
发表的学术论文  74

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