生物标志物法研究石油胁迫对半滑舌鳎的毒性效应

摘要

本论文采用室内模拟试验,将半滑舌鳎幼鱼分别置于0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2mg/L胜利原油的海水中,在污染的第1、2、4、8、15d取样,15d后解除污染进行3d的恢复实验,取样,研究胜利原油污染对半滑舌鳎幼鱼抗氧化系统酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GPx、谷胱甘肽转硫酶GST)和几种免疫相关酶(过氧化物酶POD、溶菌酶LSZ、Na+-K+-ATPase)活性的影响,以探讨其用于石油污染的生物标志物的可行性,以期为石油污染海洋生态早期预警技术提供理论依据。具体结论如下:
　　 1.半滑舌鳎幼鱼在曝油15d内肝脏SOD和CAT活性随时间总体呈现升高-降低-升高的趋势,并且随着暴露浓度的增加,出现高值的时间提前,各浓度组GPx活性呈峰值变化,先增大后减小,第4d升高到最大值,GST活性除0.1和0.2mg/L组变化不大外,其余各组均呈先增加后减小的趋势,原油浓度越高酶活性被显著诱导的时间越早,表现出一定剂量-效应关系。另外,同一浓度组GPx和CAT被显著诱导的时间比SOD和GST早,比较得出对胜利原油污染胁迫反应敏感度:GPx、CAT＞SOD、GST。实验中发现,抗氧化酶活性的变化受多种因素的影响,不适合单独作为石油污染的生物标志物,应综合几种抗氧化酶指标并结合其他指标综合进行分析。
　　 2.半滑舌鳎幼鱼曝油15d内原油浓度0.1、0.2、0.4和0.8mg/L组肝脏POD活性呈峰值变化,先增大后减小,第8d时升高到最大值,而原油浓度1.6和3.2mg/L组肝脏POD活性先减小后增大,第8d时降低至最小值。3.2mg/L组肝脏LSZ活性先减小后增大,第8d时降低至最小值,其它实验组肝脏LSZ活性先增大后减小,第2d时达到最大值,第4d后趋于稳定。从剂量-效应关系来看,POD和LSZ均呈现低浓度诱导高浓度抑制的趋势。0.1mg/L组鳃丝Na+-K+-ATPase活性与对照组无显著差异(P＞0.05),3.2mg/L组呈波动变化,其他各组鳃丝Na+-K+-ATPase活性总体呈现呈先抑后增变化趋势,原油浓度越高抑制作用越强,表现出一定的剂量-效应关系。且肝脏LSZ和鳃丝Na+-K+-ATPase活性分别在曝油第1d就被极显著诱导和抑制,肝脏POD活性在曝油第4d时3.2mg/L组被极显著抑制,因此认为肝脏POD、LSZ和鳃丝Na+-K+-ATPase可作为反映半滑舌鳎幼鱼在原油污染条件下逆境生理的生化指标,而肝脏LSZ和鳃丝Na+-K+-ATPasc比肝脏POD对胜利原油污染胁迫更为敏感,更适合作为石油类污染的生物标志物。
　　 (3)污染胁迫解除后,不同浓度组各种酶活性的恢复情况存在差异,这表明污染物对生物体的毒性效应存在一定的阈值,在这个阈值内机体未发生中毒反应,污染胁迫解除后也能较快的恢复到正常水平,当污染物对生物体的作用超过机体的适应能力时,生物体出现中毒反应,即使解除污染胁迫后,生物体的酶活性也不能恢复到正常水平。从污染胁迫解除后各实验组半滑舌鳎幼鱼7种酶活性的恢复情况分析,胜利原油对半滑舌鳎幼鱼CAT、GPx和LSZ活性影响的阈值在0.2和0.4 mg/L之间,对GST活性影响的阈值在0.8和1.6mg/L之间,对SOD活性影响的阈值在1.6和3.2 mg/L之间,而对POD和Na+-K+-ATPase活性影响的阈值在3.2 mg/L以上,。
　　 (4)建立基于整合生物标志物响应(Integrated Biomarker Responses,IBR)指数的多种生物标志物响应的综合评价指标。从IBR值随时间变化趋势来看,各试验组在曝油前期IBR值与曝油时间基本呈正相关关系,后期IBR值与曝油时间基本呈负相关关系。从IBR值与曝油浓度的关系来看,不同曝油时间IBR值随石油浓度的增大基本呈升高-降低-升高的趋势。