铜(Cu2+)对中华鲟幼鱼毒性效应的研究

摘要

本研究应用毒理学原理，选取珍稀物种中华鲟幼鱼为研究对象，针对中华鲟幼鱼在长江口生活史阶段，以污染物对受试生物的毒性试验为切入点，通过水体铜暴露，研究Cu2+的安全浓度、抗氧化酶、血液生化、离子调节、行为、生长、消化酶和各组织中铜积累含量等方面的数据，以软骨鱼类为特色，展开铜对中华鲟幼鱼的毒理学效应、积累规律研究，探讨中华鲟幼鱼在铜污染中的反应和适应策略，以期得到可适用于Cu2+污染风险预警的终点指标，提出保护中华鲟的水体建议，了解Cu2+对中华鲟幼鱼的安全浓度并初步探讨铜离子对鱼类的致毒机理，针对长江水体对中华鲟的安全性进行风险评价，并为长江口及中华鲟保护区制订水质标准提供理论参考依据。主要研究结果归纳如下：
　　 1.铜对中华鲟幼鱼的急性毒性及对肝脏抗氧化酶活性的影响
　　 本实验采用静水生物测试法研究了铜(Cu2+)对中华鲟(Acipenser sinensisGray)幼鱼的急性毒性并进行了安全评价；根据预实验结果，设定0.005、0.01和0.015mg/L3个浓度梯度进行急性暴露试验，以肝脏组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽抗氧化酶(GSH-PX)活性为指标研究了Cu2+污染对中华鲟幼鱼的毒理作用。结果表明，Cu2+浓度升高对中华鲟幼鱼产生了较大的毒性，24h、48h、72h和96hLC50分别为0.05932、0.0340、0.0283和0.0217mg/L，安全浓度为0.00217mg/L:不同浓度浓度Cu2+暴露时，中华鲟幼鱼肝组织中SOD、CAT、GSH-PX的活性在暴露24h时被显著抑制（P＜0.05），在处理48h后酶活性逐渐恢复，随后又逐渐下降，其下降幅度与Cu2+质量浓度呈正相关（P＜0.05），SOD、CAT和GSH-PX活性变化可以反映中华鲟幼鱼受伤害的程度。
　　 2.水体中铜对中华鲟幼鱼血液生化指标的影响
　　 本文通过Cu2+不同浓度水体对中华鲟幼鱼的暴露，研究Cu2+对幼鱼血浆生化成分含量变化的影响及致毒效应。实验结果显示，中华鲟幼鱼血浆中Glu、ALP、Urea含量随Cu2+浓度的增加而显著升高，各浓度组间差异显著，低浓度组与对照组相比无显著性差异，中浓度和高浓度组均有显著性差异(P＜0.05)；TC、CREA随Cu2+浓度的增加相应升高，低浓度组与中、高浓度组有显著性差异，中、高浓度组间无显著性差异(P＞0.05)；TG随着Cu2+浓度的增加显著下降，各浓度组间差异显著（P＜0.05）；血浆中的TP、AST、ALT、LDH-L不受Cu2+的影响，与对照相比无显著性差异。血浆中的Na+、Cl-、P含量和pH值均有显著下降，Ca2+、Mg2+显著上升，其变化与Cu2+浓度存在相关性，K+含量不受Cu2+的影响。本实验表明Cu2+对中华鲟幼鱼血液生化指标的最低可观察效应浓度和最高无观察效应浓度分别为0.89μtg/L和0.4μg/L。血浆中ALP受Cu2+影响最明显，可以看着铜对中华鲟幼鱼作用功能指示剂。
　　 3.水体铜对中华鲟幼鱼体重、消化酶活性和体内铜分布的影响
　　 采用生态学单因子梯度试验，研究在不同铜(Cu2+)浓度梯度的水环境中中华鲟幼鱼体内Cu2+积累的变化及其生长相关的的消化酶活性的影响。30d时，对照组237.53±8.17g，铜质量浓度0.4μg体重为238.57±8.60g生长未受到抑制，甚至对鱼有促进生长作用，低浓度组，随着暴露时间延长到60d时，低浓度组鱼的生长受到抑制，但两时间段差异都不显著（P＞0.05）。中浓度组和高浓度组鱼的生长受到明显的抑制(P＜0.05)，不同浓度的Cu2+对中肠胃蛋白酶和淀粉酶活性均有不同程度的抑制，且Cu2+浓度越高，抑制作用越明显.对脂肪酶活性则有浓度依存的增强作用，通过酶的测定可以灵敏地反映Cu2+的胁迫程度和毒性。各组织器官中铜含量的测定表明随着水环境中添加的Cu2+浓度的增加，肝是最主要的Cu2+积累和代谢器官。在未添加Cu2+的对照组中，中华鲟幼鱼中Cu2+含量以肝为最高，鳃次之，软骨最低。随着水环境中Cu2+浓度的增高，相应组织中的Cu2+含量呈现不同的变化趋势，肝增加最快，肠胃次之，软骨和表皮中的Cu2+含量随着水环境Cu2+浓度升高而增快，骨板有一定的富集Cu2+能力。实验显示在不同的Cu2+水环境下，肝是Cu2+主要的累积场所。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 引言

1.1 重金属的污染

1.2 重金属对动物的毒害作用

1.2.1 重金属对动物体内酶活性的影响

1.2.2 重金属对动物生物大分子的影响

1.3 重金属在动物体内的积累

1.3.1 重金属元素的性质对生物浓缩的影响

1.3.2 生物体和组织器官对重金属的吸收和积累的影响

1.3.3 环境因素

1.4 中华鲟

1.4.1 中华鲟资源概况和自然繁殖状况

1.4.2 对中华鲟的保护

1.5 研究目的和意义

第二章 铜对中华鲟幼鱼的急性毒性及对肝脏抗氧化酶活性的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

2.1.2 实验条件

2.1.3 实验方法

2.1.4 组织匀浆的制备及酶活性的测定

2.1.5 数据处理

2.2 结果

2.2.1 中华鲟幼鱼的中毒症状

2.2.2 Cu2+对中华鲟幼鱼的急性毒性

2.2.3 Cu2+对中华鲟幼鱼肝脏SOD、CAT和GSH-PX酶活性的影响

2.3 讨论

2.3.1 中华鲟幼鱼的中毒症状

2.3.2 Cu2+对中华鲟幼鱼的致死效应及安全浓度评价

2.3.3 Cu2+对中华鲟幼鱼肝脏抗氧化酶活性的影响

小结

第三章 水体中铜对中华鲟幼鱼血液生化指标的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 材料

3.1.2 实验条件

3.1.3 数据统计与分析

3.2 结果

3.2.1 水体中铜暴露对中华鲟幼鱼血液理化指标的影响

3.2.2 水体中铜暴露对中华鲟幼鱼血液中离子含量的影响

3.3 讨论

3.3.1 中华鲟幼鱼血液生化指标

3.3.2 中华鲟幼鱼血浆中离子含量

小结

第四章 水铜对中华鲟幼鱼生长、组织积累及消化酶活性的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 材料

4.1.2 实验条件

4.1.3 组织匀浆的制备及酶活性的测定

4.1.4 Cu含量的测定

4.1.5 数据统计与分析

4.2 结果

4.2.1 铜对中华鲟幼鱼生长影响

4.2.2 Cu2+对中华鲟幼鱼中肠消化酶活性的影响

4.2.3 Cu2+在中华鲟幼鱼体内积累与分布

4.3． 讨论

4.3.1 水环境中水环境中的Cu2+对中华鲟幼鱼的生长的影响

4.3.2 水环境中的Cu2+对中华鲟幼鱼体消化酶的影响

4.3.3 水环境中的Cu2+对中华鲟幼鱼体内Cu2+分布的影响

小结

参考文献

发表的学术论文及成果

致谢