几种典型持久性有机污染物对斑马鱼胚胎发育的毒性效应研究

摘要

本文以斑马鱼(DanioRerio)作为研究对象，结合国内外环境污染现状，选择2，3，7，8.四氯代二苯并二嗯英(TCDD)、五氯酚(PCP)和溴化阻燃剂(BFRs)作为模式化合物，利用鱼类多种生长发育的生物标志物，研究这些化合物在单一、复合暴露下，对鱼类早期生命发育的毒性效应和潜在的致毒机理，为准确评估这些化合物的生态安全性提供科学依据。 通过观察斑马鱼鱼卵发育情况以及不同发育阶段鱼体内细胞色素P4501A(CYP1A)和钙调素(regucalcin，RC)基因的表达，评估了痕量TCDD(50pg/mL)短期暴露后对斑马鱼早期发育的毒性效应。研究发现：痕量TCDD短期暴露后同样可对斑马鱼胚胎造成显著的毒性效应，如水肿、心跳变缓以及胚胎死亡率升高等；CYP1A基因的表达量随暴露时间延长，表现出先升高(96hpf)后降低(168hpf)的变化趋势，而RC基因表达水平在各发育时期均与对照组无显著性差异。 结合我国洞庭湖地区目前严重的五氯酚污染现状以及八氯代二苯并二噁英(OCDD)是五氯酚生产的主要副产物之一，初步研究了PCP和OCDD对斑马鱼胚胎发育的复合毒性效应。实验结果表明：在所测试的浓度范围内(25μg/L～5mg/L)，PCP单独暴露对斑马鱼胚胎发育具有较强的毒性效应，而高浓度OCDD(250μg/L)对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性效应；此外，OCDD与环境浓度下的PCP复合暴露对斑马鱼胚胎的存活与发育等无显著效应，对斑马鱼胚胎内CYP1A基因表达以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的酶活力均没有影响，二者共存没有明显的复合毒性效应。但环境中高浓度(100μg/L)的PCP对斑马鱼胚胎发育仍具有一定的毒性，PCP与其它的二噁英异构体是否存在复合毒性仍需进一步研究。 此外，选择四溴双酚A(TBBPA)和1，2，5，6，9，10-六溴环十二烷(HBCD)作为溴化阻燃剂的模式化合物，初步探讨了这些污染物对斑马鱼胚胎发育的毒性效应。TBBPA单一暴露实验结果表明，高浓度的TBBPA(0.75mg/L和1.5mg/L)可引起斑马鱼胚胎发育畸形，并导致胚胎死亡率显著升高，鱼体内SOD酶活力、丙二醛(MDA)含量和热激蛋白Hsp70的表达水平均显著高于对照组；HBCD单一暴露下(0.002mg/L～10mg/L)对斑马鱼胚胎发育无明显的毒性效应，但高浓度的HBCD暴露组斑马鱼体内SOD酶活力、MDA含量及Hsp70表达水平与对照组相比有显著性差异，其中SOD酶活力先升高后降低，而MDA含量和Hsp70表达水平较对照组均有显著性的升高；另外，高浓度的TBBPA(0.75mg/L和1.5mg/L)可缩短斑马鱼胚胎的出膜时间，但低浓度的HBCD(0.002mg/L～0.5mg/L)则造成斑马鱼胚胎发育迟缓；上述实验结果表明不同结构的溴化阻燃剂存在不同的致毒机制。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.持久性有机污染物的主要特征及研究进展

1.1持久性有机污染物的定义、种类与来源

1.2持久性有机污染物的性质

1.3持久性有机污染物的毒性效应及致毒机理

2.二噁英类化合物的致毒机理及其对生物体毒性的研究进展

2.1二噁英的结构及来源

2.2我国环境中二噁英的存在水平

2.3二噁英的毒性

2.4二噁英的致毒机理

2.5二噁英对水生生物毒性的研究进展

3.五氯酚复合毒性的研究进展

3.1五氯酚的基本性质及来源

3.2 PCP的生物毒性

3.3 PCP的复合毒性效应

4.溴化阻燃剂的毒性研究

4.1溴化阻燃剂的用途及结构

4.2溴化阻燃剂的来源及人体摄取途径

4.3溴化阻燃剂在不同介质中的污染水平

4.4溴化阻燃剂的毒性

5.鱼类模型在POPs毒性研究中的应用

6.本论文研究目的与意义

第二章 痕量TCDD短期暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

1.引言

2.材料和方法

2.1所用试剂

2.2实验设计

2.3心跳的测定

2.4水肿的发生

2.5 RNA的提取及PCR

2.6统计分析

3.实验结果

3.1斑马鱼胚胎的死亡率

3.2心跳速率

3.3水肿率及其面积

3.4 CYP1A及RC基因的表达情况

4.讨论

第三章 五氯酚和OCDD复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

1.引言

2.材料和方法

2.1实验生物

2.2实验试剂

2.3暴露实验

2.4显微观察

2.5 CYPlA mRNA定量分析

2.6抗氧化酶分析

2.7统计分析

3.实验结果

3.1 PCP及OCDD对斑马鱼胚胎发育的单一毒性效应

3.2 PCP和OCDD复合暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

4.讨论

第四章TBBPA和HBCD对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

1.引言

2.材料和方法

2.1试剂

2.2受试动物斑马鱼

2.3实验设计

2.4总蛋白的测定

2.5抗氧化酶和脂质过氧化的测定

2.6热激蛋白的测定

2.7统计分析

3.结果

3.1斑马鱼胚胎的存活率

3.2出膜数的统计

3.3发育畸形情况

3.4 SOD酶活力和MDA含量的测定

3.5 Hsp70水平的测定

4.讨论

小结

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文