三聚氰胺对养殖水体中罗非鱼几种酶活性影响的研究

【摘要】三聚氰胺在工业生产中应用广泛,它可通过多种途径进入水环境包括养殖水体。此外,三聚氰胺被人为添加到饲料中以提高其蛋白质表观含量。因此,有必要研究水和饲料中的三聚氰胺对鱼类健康的影响,并探寻监测三聚氰胺污染的生物标志物。有毒有害物质在生物体内的代谢途径主要有解毒途径和氧化还原循环途径,涉及到重要的代谢酶如7—乙氧基—3—异吩嗯唑酮—脱乙基酶(EROD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)、抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)。本文以我国重要经济鱼类——罗非鱼作为研究对象,采用室内模拟水生态系统,研究了三聚氰胺对罗非鱼体内上述几种酶的影响。主要研究内容和结果如下：1.水体暴露方式下三聚氰胺对罗非鱼肝脏和肾脏中EROD、GST、SOD、CAT活性的影响。模拟养殖水体中,三聚氰胺的浓度为0.05g·L-1。试验结果表明,与对照组相比,罗非鱼肝脏和肾脏中代谢酶和抗氧化酶的活性在第1d均被诱导,且随着暴露时间的延长均呈现一定的变化规律。总体上看,罗非鱼肝脏和肾脏中EROD酶、GST酶、SOD酶和肝脏中CAT酶的活性都呈现出现诱导-抑制-诱导的趋势。但随着时间的继续延长,最后都再次被抑制。罗非鱼肾脏中CAT活性则呈现诱导-抑制的趋势。所以,EROD酶、GST酶、CAT酶和SOD酶活性可在一定程度上作为养殖水体中三聚氰胺污染的生物监测指标。2.饲料暴露方式下三聚氰胺对罗非鱼肝脏和肾脏中EROD、GST、SOD、CAT活性的影响。试验中,先用含三聚氰胺的饲料(10g/kg)喂养10d,然后再投喂不含三聚氰胺的基础饲料10d。结果表明,在饲料暴露的10d中,罗非鱼肝脏EROD、GST、CAT和SOD的活性都呈现出现诱导-抑制的趋势,暴露结束后的10d,肝脏中四种酶的活性最终都恢复到暴露初期的水平,与对照组无显著差异。肾脏中EROD、GST、CAT也呈现出现诱导-抑制的趋势,但SOD活性却持续抑制,至暴露结束后活性有所上升。虽然在停止暴露第10d(饲养第20d)时仍被抑制,但与对照组无显著差异。饲料中的三聚氰胺引起的罗非鱼肝脏和肾脏中EROD、GST、SOD和CAT酶活性的显著性变化以及酶活性的时间-效应关系,表明三聚氰胺可扰乱罗非鱼肝脏和肾脏酶系的正常功能。另一方面,也在某种程度上说明了EROD、GST、SOD和CAT酶的活性可作为饲料中三聚氰胺污染的生物监测指标。3.不同水体暴露浓度下三聚氰胺对罗非鱼肝脏和肾脏酶活性影响的时间-效应和剂量-效应关系。结果表明,在前8d,三聚氰胺在罗非鱼肝脏和肾脏中的含量随暴露时间延长而增加。此后逐渐下降,至暴露结束时恢复到暴露初期的水平。在第15d取样分析,在0.01-0.05g·L-1浓度范围内,三聚氰胺对罗非鱼肝脏EROD活性呈现诱导作用,且诱导作用随暴露浓度的增加而增强；在三聚氰胺浓度为0.1g·L-1时,肝脏EROD的活性出现骤然下降,与对照组相比,差异显著(P<0.05)。以肾脏EROD活性的上升率为纵坐标,三聚氰胺浓度的常用对数为横坐标,在0.02～0.1g·L-1范围内进行回归分析,得方程：y=0.12821n(x)+0.424。相关系数r=0.9999，表明肾脏中EROD的活性与该范围内三聚氰胺浓度之间有极显著的剂量-效应关系。在0.01～0.05g·L-1浓度范围内,三聚氰胺对罗非鱼肝脏GST活性呈现诱导作用,在0.05g·L-1时诱导率高达59.31%。在0.1g·L-1时,肝脏GST的活性出现骤然下降现象,与对照组相比,无显著性差异。在上述浓度范围内,三聚氰胺对罗非鱼肾脏GST活性均产生了抑制作用。以肾脏GST活性的抑制率为纵坐标,三聚氰胺的浓度的常用对数为横坐标,在0.02～0.1g·L-1浓度范围内进行回归分析,得方程：y=0.11261n(x)+0.7566。相关系数R=0.9999,表明肾脏中GST的活性与该浓度范围内三聚氰胺浓度之间有极显著的剂量-效应关系。在0.01-0.1g·L-1浓度范围内三聚氰胺对罗非鱼肝脏CAT的活性均产生了抑制作用。以肝脏CAT活性的抑制率为纵坐标,三聚氰胺浓度的常用对数为横坐标,在0.02～0.1g·L-1浓度范围内进行回归分析,得方程：y=0.1081n(x)+0.4613。相关系数R=0.9998,表明肝脏中CAT的活性与该范围内三聚氰胺浓度之间有极显著的剂量-效应关系。而在(0.01～0.1g·L-1)浓度范围内对罗非鱼肾脏则是呈现抑制-诱导-抑制-诱导的变化趋势,与对照组相比,差异均极显著(P<0.01)。在0.01～0.1g·L-1浓度范围内,罗非鱼肝脏SOD的活性呈现抑制-诱导-抑制-诱导的趋势,在0.02g·L-1浓度下诱导作用最强,诱导率高达43.09%，与对照组相比,差异极显著(P<0.01)。在该浓度范围内三聚氰胺对罗非鱼的肾脏SOD活性均产生了诱导作用,在0.1g·L-1时诱导作用最强,诱导率为40.87%,与对照组相比,差异显著(P<0.05)。罗非鱼肝脏和肾脏SOD活性与三聚氰胺浓度间均无显著的剂量-效应关系。以上结果说明,在三聚氰胺胁迫下,罗非鱼肝脏和肾脏中EROD、GST、SOD和CAT活性均产生了较大变化。三聚氰胺在罗非鱼肝脏和肾脏中SOD活性的变化,在某种程度上说明了肾脏清除自由基的能力高于肝脏。三聚氰胺与罗非鱼肝脏CAT和肾脏EROD、GST活性存在显著的剂量-效应关系,这说明相应器官中的这三种酶有望成为一种反映水体中三聚氰胺污染程度的生物标志物。
【作者】李雅琴；
【导师】马晓国；
【作者基本信息】广东工业大学，环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】三聚氰胺；罗非鱼；模拟水生态系统；EROD；GST；SOD；CAT；

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