重金属胁迫对太平洋真宽水蚤(Eurytemora pacifica)生物学特性影响及CuZnSOD/MnSOD基因差异表达分析

摘要

当今海洋重金属污染日益加剧，海洋生态环境遭到严重破坏，已经开始成为人们关注的重要环境问题。鉴于桡足类对海洋污染物具有敏感性的特点，在全球海洋生态环境监测与防控发挥着显著作用，同时作为鱼类、虾类幼体的开口饵料，在渔业生产养殖领域具有重要的研究价值。超氧化物歧化酶（SOD）是一种广泛存在于微生物、动植物细胞的金属酶，是机体内活性氧清除系统中重要的抗氧化酶类，在金属毒性胁迫免疫中发挥重要的调节作用。因此，本文以广泛分布在我国东海海域浮游桡足类——太平洋真宽水蚤为研究对象，以海洋中常见的重金属铬和镍作为目标污染物，进行急性毒性实验，测定了48h-LC50。采用 RACE技术克隆出太平洋真宽水蚤CuZnSOD/MnSO基因，并进行序列分析。在此基础上，研究不同浓度铬和镍的单一作用和联合作用下的太平洋真宽水蚤体超氧岐化酶CuZnSOD/MnSO基因的表达量变化，探讨重金属胁迫对太平洋真宽水蚤急性毒性和联合毒性效应，为今后开展海洋环境中重金属的单一作用和联合作用下污染物的生物监测和生态风险评估以及发展渔业养殖等方面提供参考资料。本文分为4个章节：　　第一章引言。主要论述了海洋重金属污染以及生物监测评价研究进展、桡足类的整体概述、超氧岐化酶在毒理学中分析中的应用。讲述了海洋中重金属污染现状和特点，海洋重金属污染指标生物与生物标志物的研究进展，以及桡足类在自然界中的生态地位，生态毒理学与分子毒理学中桡足类研究价值与意义及太平洋真宽水蚤的概述等。分析了桡足类在海洋重金属污染监测与评价中的作用，论述了作为指标生物的应用前景与研究价值。　　第二章重金属对太平洋真宽水蚤的急性毒性影响。本章节主要研究了铬和镍及其联合暴露对太平洋真宽水蚤的急性毒性影响，测得了铬和镍单一作用及其联合联合作用下重金属对太平洋真宽水蚤的48小时急性半致死浓度（48h-LC50）分别为为986.68μg/L，4635.91μg/L和联合铬170.12μg/L﹑联合镍817.08μg/L。结果显示，太平洋真宽水蚤在重金属单一作用胁迫下生理毒性大小Cr3+>Ni2+，联合作用胁迫下求得：S=0.35，AI=1.86。表明铬和镍联合毒性为协同作用。　　第三章太平洋真宽水蚤超氧岐化酶CuZnSOD/MnSOD基因全长cDNA克隆及生物学特征分析。实验以太平洋真宽水蚤为对象提取总RNA，通过RACE方法获得超氧岐化酶CuZnSOD/MnSOD基因全长cDNA序列。通过生物学特征分析发现设施农业CuZnSOD(GenBank登录号:MF289343)全长为837bp,开放阅读框（ORF）由465bp的核苷酸组成，共编码152个氨基酸；5'非编码区长297bp，3'非编码区长84bp，分子量约为15.050kDa，理论等电点为5.73。MnSOD（GenBank登录号: MF289344）全长为865bp,ORF长600bp,编码223个氨基酸，5'非编码区长134bp，3'非编码区长131bp，分子量约为71.4709kDa，理论等电点为5.11。通过氨基酸序列同源性比对分析表明太平洋真宽水蚤CuZnSOD/MnSOD基因与甲壳类、桡足类具有较高的相似性；聚类分析表明CuZnSOD/MnSOD基因与水蚤聚为一类，与甲壳类中的虾类，蟹类的亲缘性较远，具有较高的保守性。　　第四章重金属对太平洋真宽水蚤体内超氧岐化酶 CuZnSOD/MnSOD表达的影响。对不同浓度下重金属铬和镍单一作用和联合作用下对太平洋真宽水蚤体内CuZnSOD和MnSOD基因的表达量变化进行了分析，研究表明重金属氧化损伤中， MnSOD基因在阻止金属毒性胁迫、保护细胞免受氧化损伤方面要比CuZn SOD基因要强为进一步了解毒性生理机制下水蚤体内相关基因的表达变化奠定了基础。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1海洋重金属污染的研究进展

1.2桡足类总体概述

1.3超氧岐化酶基本介绍与功能特点

1.4研究内容及目的

第二章 重金属铬和镍离子对太平洋真宽水蚤的急性毒性影响

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.3 实验结果

2.4 讨论

2.5 小结

第三章 太平洋真宽水蚤CuZnSOD/MnSOD基因全长cDNA克隆及生物学特征分析

3.1前言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 小结

第四章 重金属对太平洋真宽水蚤体内超氧岐化酶CuZnSOD/MnSOD表达的影响

4.1前言

4.2 材料与方法

4.3. 实验结果

4.4 讨论

4.5 小结

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果

附录