Hg2+、Pb2+、Cd2+对中华哲水蚤(Calanussinicus)总超氧化物歧化酶(T-SOD)及线粒体COI基因影响的初步研究

摘要

本文研究了Hg2+、Pb2+、Cd2+的毒性效应对中华哲水蚤(Calanus sinicus)总超氧化物歧化酶(T-SOD)的影响，并对重金属影响下的中华哲水蚤线粒体COI基因做了初步研究，全文共分三个部分：
　　 第一部分研究了Hg2+、Pb2+、Cd2+对中华哲水蚤的急性毒性效应。通过预实验确定中华哲水蚤在实验室的最佳驯化条件，然后进行三种重金属离子对中华哲水蚤的96h急性毒性实验，得出3种重金属对中华哲水蚤的急性毒性由强至弱依次为Hg2+>Cd2+>pb2+。Hg2+对中华哲水蚤96h-LC50是0.0106mg/L，Cd2+对中华哲水蚤96h-LC50是0.0551mg/L，pb2+对中华哲水蚤96h-LC50是3.7439 mg/L。
　　 第二部分采用亚致死毒性实验研究了3种重金属离子Hg2+、Vb2+、Cd2+对中华哲水蚤总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性的影响。实验结果表明，随着重金属离子暴露时间的延长，中华哲水蚤T-SOD活性变化显著。Hg2+浓度为0.0013mg/L～0.0053mg/L时，T-SOD的活性在12h时达到最大；Pb2+浓度为0.4680mg/L、0.9360mg/L、1.8720mg/L时，T-SOD的活性分别在36h、24h、12h时达到最大。Hg2+和Pb2+对中华哲水蚤T-SOD活性的影响均表现为随暴露时间延长，呈先上升后下降的趋势。Cd2+对中华哲水蚤T-SOD活性影响呈先上升后下降，再上升再下降的趋势，12h时0.0069 mg/L、0.0138mg/L和0.0276mg/L三个浓度组T-SOD值均达到最大。
　　 第三部分初步研究了Hg2+对中华哲水蚤线粒体COI基因的影响。通过对对照组和实验组的中华哲水蚤进行DNA提取、目的片段PCR扩增、基因克隆和测定目的基因片段序列，对比不同浓度Hg2+对中华哲水蚤mtCOI基因碱基组成的影响。结果显示，10μg/LHg2+处理后中华哲水蚤mtCOI基因片段的碱基序列与GenBank accessionno.AF332093的序列相似度为99％，共发现5个变异点，分别位于第33、36、212、365和368位点上，变异类型：33位点为颠换，其余四个位点均为转换。20μg/L Hg2+处理后中华哲水蚤mtCOI基因片段的碱基序列与GenBank accession no.AF332093的序列相似度为98％，共发现6个变异点，分别位于第34、50、64、365、368和705位点上，变异类型：34、365和368为转换，50和64为缺失，705为插入。40μg/L Hg2+处理后中华哲水蚤mtCOI基因片段的碱基序列与GenBank accession no.AF332093的序列相似度为98％，共发现8个变异点，分别位于第33、35、41、365、368、660、663和670位点上，变异类型：33为缺失，35为插入，41、663和670为颠换，365、368和660为转换。
　　 由本实验的结果可知，中华哲水蚤对重金属离子毒性非常敏感，较低浓度就会引起T-SOD的大幅变化，为将SOD的活性变化作为水体污染监测指标提供了可能性。Hg2+会导致中华哲水蚤mtCOI基因序列产生突变，20μg/L Hg2+对中华哲水蚤mtCOI基因片段的碱基序列的影响>40μg/L Hg2+对中华哲水蚤mtCOI基因片段的碱基序列的影响>10μg/L Hg2+对中华哲水蚤mtCOI基因片段的碱基序列的影响。发生突变的基因其编码的氨基酸及蛋白表达的影响有待进一步的研究。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 桡足类生态毒理学研究概述

1.1.1 桡足类生物学研究概述

1.1.2 中华哲水蚤概述

1.2 重金属的毒性效应研究

1.2.1 Hg2+、Pb2+、Cd2+污染情况

1.2.2 重金属对水生生物的毒性效应

1.2.3 重金属对水生生物的毒性效应机理

1.3 抗氧化防御系统在生态毒理学研究中的应用

1.3.1 抗氧化防御系统概述

1.3.2 超氧化物歧化酶SOD

1.3.3 过氧化氢酶CAT

1.3.4 谷胱甘肽过氧化物酶GPX

1.3.5 非酶类物质

2 Hg2+、Pb2+、Cd2+对中华哲水蚤的毒性效应

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 实验仪器和药品

2.2.2 实验试剂的配制

2.2.3 单胞藻的培养

2.2.4 实验动物采集与驯养

2.3 重金属离子对中华哲水蚤的急性毒性效应

2.3.1 实验动物驯化培养

2.3.2 Hg2+对中华哲水蚤的急性毒性实验

2.3.3 pb2+对中华哲水蚤的急性毒性实验

2.3.4 Cd2+对中华哲水蚤的急性毒性实验

2.3.5 半致死浓度计算

2.4 结果

2.4.1 Hg2+对中华哲水蚤的急性毒性实验

2.4.2 Pb2+对中华哲水蚤的急性毒性实验

2.4.3 Cd2+对中华哲水蚤的急性毒性实验

2.5 讨论

2.6 小结

3 Hg2+、Pb2+、Cd2+对中华哲水蚤总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性的影响

3.1 引言

3.2 实验仪器与材料

3.2.1 实验仪器

3.2.2 实验材料

3.3 实验方法

3.3.1 重金属离子对中华哲水蚤的亚致死毒性实验

3.3.2 中华哲水蚤组织取样

3.3.3 中华哲水蚤组织匀浆制备

3.3.4 中华哲水蚤总蛋白含量的测定

3.3.5 中华哲水蚤总超氧化物歧化酶(T-SOD)的测定

3.3.6 数据统计分析

3.4 结果

3.4.1 Hg2+对中华哲水蚤组织中总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性影响

3.4.2 Pb2+对中华哲水蚤组织中总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性影响

3.4.3 Cd2+对中华哲水蚤组织中总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性影响

3.5 讨论

4 Hg2+对中华哲水蚤线粒体COI基因影响的初步研究

4.1 引言

4.2 材料和方法

4.2.1 实验动物及日常管理

4.2.2 实验分组

4.2.3 急性毒性实验

4.2.4 中华哲水蚤基因组DNA的提取

4.2.5 目的片段的PCR扩增

4.2.6 基因克隆

4.2.7 目的基因片段序列的测定

4.2.8 数据分析

4.3 结果

4.3.1 mtCOI PCR 电泳结果

4.3.2 中华哲水蚤mtCOI碱基组成与分析

4.3.3 不同浓度Hg2+对中华哲水蚤mtCOI碱基的影响

4.4 讨论

4.5 小结与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果