氮乙酰半胱氨酸对减轻家蚕辛硫磷毒害的作用

摘要

辛硫磷（phoxim）是目前国内应用最为广泛的有机磷农药，因其具有降解容易、作用广泛、杀虫高效和毒性较低等优点，而受到农林害虫防治部门的青睐。家蚕是鳞翅目的经典模式生物，是世界范围内的重要经济昆虫，在我国有着悠久的养殖历史和广泛的养殖区域。长期的人工选育使现行家蚕品种在获得高产丝量的同时，对农药的抗性反而降低，致使家蚕幼虫对多种农药都十分敏感。由于家蚕与农林害虫处于同一生态系统之中，农林生产中辛硫磷农药的不当使用，往往存在不同程度的环境污染风险。特别是亚致死剂量的辛硫磷微量污染，就能使家蚕发生中毒，而使蚕桑生产遭受重大经济损失，严重影响桑蚕产业的发展。
　　本研究选取家蚕一代杂交种菁松×皓月为实验材料，对5龄起蚕进行氮乙酰半胱氨酸（NAC）添食处理，NAC浓度为200μg·mL-1，24h之后添食辛硫磷，辛硫磷浓度为0.5倍半致死浓度（亦称亚致死浓度，4μg·mL-1）。同时，对5龄起蚕进行亚致死浓度辛硫磷添食处理，24h后添食200μg·mL-1的 NAC。调查实验家蚕幼虫的死亡率、龄期经过、体质量和体质量增长率等生长发育指标，全茧量、茧层量、茧层率和上茧率等经济性状指标；检测家蚕体内还原型谷胱甘肽（GSH）含量、总碳水化合物和蛋白质含量等生理生化指标，及超氧化物歧化酶（SOD）、羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）、酚氧化酶（POD）等相关解毒酶的活性变化和乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性变化。利用高效液相色谱法（HPLC）检测NAC对亚致死浓度辛硫磷中毒家蚕幼虫体内辛硫磷代谢的影响，并测定NAC溶液的稳定性，探究NAC对家蚕辛硫磷中毒的预防和解毒效果，以期为探索新的家蚕微量有机磷中毒解毒途径提供参考。
　　根据本研究，初步得出以下结论：
　　（1）NAC能够显著缓解亚致死浓度辛硫磷所引发的5龄家蚕幼虫有机磷农药中毒症状，中毒家蚕的四处乱爬、摆头、吐液、痉挛、脱肛等症状明显减轻。NAC可有效提高亚致死浓度辛硫磷中毒5龄家蚕幼虫的体质量，其体质量的均值达2.028g，显著高于辛硫磷毒对组的1.849g（p<0.05），且与对照组无异。 NAC添食预处理后，亚致死浓度辛硫磷中毒家蚕幼虫的体质量增长趋于正常水平，盛食期和熟蚕的体质量增长率均与对照组无显著差异；辛硫磷中毒家蚕幼虫的存活率由81％±5%提高到了98%±5%，达到显著水平；亚致死浓度的辛硫磷中毒后，家蚕幼虫的龄期经过延长了25h，而 NAC添食预处理组辛硫磷中毒家蚕的龄期经过则与对照组无异。
　　（2）NAC能有效减轻5龄家蚕亚致死浓度辛硫磷中毒对相关经济性状的不利影响。辛硫磷中毒后，NAC添食预处理组家蚕幼虫的全茧量、茧层量、茧层率和上茧率都显著高于辛硫磷毒对组的1.363g、0.250g、18.420%和78.933%（p<0.05），分别达到了1.763g、0.363g、20.587%和87.267%，且其茧层率与空白对照组无显著差异。
　　（3）NAC能有效缓解半致死浓度辛硫磷中毒所引发的生理生化指标的变化。蛋白质浓度降低的趋势得到抑制，辛硫磷处理72h后，预添食NAC的辛硫磷中毒家蚕幼虫的蛋白质浓度已与对照组无异；碳水化合物的消耗显著减少，辛硫磷处理48h后，预添食NAC的辛硫磷中毒家蚕幼虫的碳水化合物含量已与对照组无异，而辛硫磷毒对组家蚕幼虫的碳水化合物含量一直显著低于对照组（p<0.05）；NAC可以参与家蚕体内谷胱甘肽的代谢，补充因辛硫磷中毒而消耗的GSH。同时，NAC能使SOD活性的激发时间显著缩短，辛硫磷处理24h后，NAC预添食组的SOD活性显著高于对照组（p<0.05），48h已与对照组无异，而辛硫磷毒对组的SOD活性，在辛硫磷处理48后才显著激活，且一直维持在较高的水平；NAC预处理组的CarE的活力可达毒对组的1.6倍以上，同时， POD活性的抑制得到显著缓解，辛硫磷处理96h后已与对照组无异；NAC能激发GSTs的活性，即使在没有辛硫磷处理时。NAC能有效缓解辛硫磷所造成的 AChE酶活性受抑制的现象，辛硫磷处理后NAC添食组的酶活一直显著高于毒对组（p<0.05）。
　　（4）NAC能够促进辛硫磷在家蚕体内的代谢与外排。试验表明，辛硫磷在家蚕体内按照中肠—血淋巴—脂肪体—马氏管—排除体外的路径进行代谢。NAC预处理能显著缩短整个代谢环节所需要的时间，NAC预添食组辛硫磷在中肠、血淋巴、脂肪体和马氏管达到峰值的时间分别为0.5h、2h、4h和4h，显著低于辛硫磷毒对组的0.5h、4h、4h和8h（p<0.05），代谢时间的缩短能减少辛硫磷对家蚕幼虫的作用时间，从而有效减轻了家蚕的中毒反应。
　　（5）在200μg·mL-1NAC溶液中加入5μg·mL-1纳米 TiO2，其混合液具有更高的稳定性。混合液在配制6个月和12个月时的有效NAC含量分别为87.786%和15.048%，显著高于单纯NAC溶液的30.643%和5.762%。NAC稳定性的提高，为其生产应用奠定了基础。

目录

声明

符号说明

1前言

1.1有机磷农药的研究与应用

1.2家蚕农药中毒研究进展

1.3 氮乙酰半胱氨酸研究进展

1.4 本研究的目的意义

2材料和方法

2.1实验材料

2.2实验方法

3结果与分析

3.1 NAC对辛硫磷中毒5龄家蚕幼虫生长发育和经济性状的影响

3.2 NAC对辛硫磷中毒5龄家蚕幼虫生理生化特性的影响

3.3 NAC对辛硫磷中毒家蚕幼虫解毒酶和AChE活性的影响

3.4 NAC对中毒5龄家蚕辛硫磷代谢的影响

3.5氮乙酰半胱氨酸稳定性检验与对丝腺损伤的影响

4讨论

4.1 NAC对辛硫磷中毒家蚕生长发育及茧质的影响

4.2 NAC对辛硫磷中毒家蚕生理生化状况的影响

4.3 NAC对辛硫磷中毒家蚕相关解毒酶的影响

4.4 NAC对辛硫磷中毒家蚕辛硫磷代谢的影响

4.5本研究存在的不足及尚待研究的问题

5结论

参考文献

致谢

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