镉和铅对菲律宾蛤仔脂质过氧化及抗氧化酶活性的影响

为了研究亚致死浓度的重金属对海洋贝类的毒性效应,探讨其可能的作用机理,在实验生态条件下以菲律宾蛤仔(Ru-ditapes philip pinarum)为目标生物,采用半静态毒性实验方法,研究了不同浓度Cd2+(0.0948、0.237和0.474mg·L-1)和Pb2+(0.276、0.690和1.380mg·L-1)对菲律宾蛤仔鳃和消化腺组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果显示:(1)鳃和消化腺中的抗氧化酶及MDA的变化呈现出类似的趋势,在胁迫初期,各浓度处理组菲律宾蛤仔鳃和消化腺组织SOD和CAT与对照组相比活性都显著升高(P<0.01),呈现出明显的诱导效应,而MDA含量与对照组相比差异不显著(P>0.05);随着胁迫时间的延长,高浓度Cd2+(0.474mg·L-1)和Pb2+(1.380mg·L-1)处理组中SOD、CAT活性快速下降,与对照组相比差异显著;低浓度处理组中的抗氧化活性虽然也较对照组有所下降,但总体下降幅度不如高浓度组明显,并且所历暴露时间较长。各浓度处理组中MDA含量变化一致,均呈现出先升高后降低的趋势,且含量均高于对照组。(2)通过相关性分析,菲律宾蛤仔消化腺组织中的SOD活性与Cd2+浓度的相关性大于鳃组织,与Pb2+浓度的相关性则小于鳃组织;消化腺组织中的CAT活性与Cd2+、Pb2+浓度呈抛物线型相关,与鳃组织CAT活性相关性不十分显著。这说明消化腺组织中SOD活性对Cd2+的敏感性大于鳃组织,消化腺组织中CAT活性对Cd2+、Pb2+的敏感性大于鳃组织。因此,菲律宾蛤仔消化腺中SOD、CAT对水环境中的重金属反应敏感,且存在一定的剂量-效应关系,消化腺组织中SOD和CAT活性与其他敏感性指标一起可以作为指示早期海洋重金属污染的生物标志物。     

乙酸铜对银鲳幼鱼急性毒性及抗氧化酶活性的影响

为评价乙酸铜对银鲳的安全性及毒性效应,采用静水急性暴露实验,研究了8个乙酸铜浓度梯度(0、0.150、0.206、0.282、0.387、0.531、0.729、1.00 mg·L~(-1))对银鲳幼鱼的急性毒性,以肝脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GSH—PX)以及谷胱甘肽巯基转移酶(GST)活性为指标研究乙酸铜对银鲳幼鱼的毒理作用,并进行安全评价。结果表明,高浓度乙酸铜会对银鲳幼鱼产生了较大的毒性,48 h和96 h-LC_(50)分别为0.898 mg·L~(-1)、0.264 mg·L~(-1),安全质量浓度为0.026 mg·L~(-1);不同浓度乙酸铜胁迫下银鲳幼鱼组织中的SOD、CAT、GSH-PX和GST活性均表现为低浓度被诱导而高浓度受抑制的规律,与乙酸铜浓度呈抛物线型剂量效应关系,此外,肝脏中4种抗氧化酶活性普遍高于鳃组织。研究发现,乙酸铜胁迫对抗氧化酶的影响,可以反映银鲳幼鱼机体的受损状况,其中SOD可较灵敏地指示早期低浓度的铜污染。     

纳米ZnO对中华圆田螺的氧化应激效应

以淡水螺为受试生物,研究了中华圆田螺(Cipangopaludina Cahayensis)肝脏中自由基强度、抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量纳米ZnO暴露21 d时的变化情况.结果表明,纳米ZnO可显著诱导中华圆田螺产生羟基(·OH)自由基;超氧化物歧化酶(SOD)活性和MDA含量的变化趋势相同,0.1—1 mg·L~(-1)暴露下活性随浓度增加逐渐增加,2 mg·L~(-1)时有所回落;过氧化氢酶(CAT)活性呈诱导状态,随浓度增加活性缓慢增大;谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性保持抑制状态;·OH信号强度与SOD活性和MDA含量的变化具有一致性;SOD活性和MDA含量激活率较高,CAT激活率则保持稳定.     

单壁碳纳米管对太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)的毒性效应及生物体防御机制研究

碳纳米管的生态安全和健康风险日益受到人们的广泛关注。本文采用典型的海洋底栖生物——太平洋牡蛎(Crassostrea gigas, C. gigas)作为受试生物,研究了单壁碳纳米管(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs)暴露对其造成的毒性效应及牡蛎自身的防御机制,以期为碳纳米管的海洋生态风险评价提供科学依据。在0.1～10 mg·L~(-1)的SWCNTs暴露96 h后,太平洋牡蛎鳃和消化腺中的丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量显著增加(P≤0.05),总超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性呈现显著的剂量依赖性升高(P≤0.05),cat、hsp70、aox及caspase-7等基因的相对表达量显著上调(P≤0.05)。相比于单独暴露,P-gp蛋白抑制剂Tariquidar与SWCNTs的复合暴露显著增加了鳃和消化腺中MDA含量,产生了更严重的氧化损伤。这些结果表明,SWCNTs暴露对太平洋牡蛎的鳃和消化腺造成了一定程度的氧化损伤,而牡蛎体内的抗氧化系统和多外源性物质抗性机制在防御SWCNTs的过程中起到了至关重要的作用。     

吡啶硫酮金属对华美盘管虫抗氧化性的影响

我国近岸局部海域的重金属污染严重威胁着生态环境和人类健康。吡啶硫酮铜(CuPT)和吡啶硫酮锌(ZnPT)在海洋防污和化工产品中的应用近来逐年增加,对其生态毒性及其机理进行研究迫在眉睫。本文以我国南海常见多毛类——华美盘管虫(Hydroides elegans Haswell)为受试生物,研究了CuPT和ZnPT对华美盘管虫的抗氧化系统的影响。试验结果表明在CuPT和ZnPT胁迫下,华美盘管虫体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,以及还原型谷胱甘肽含量(GSH)和丙二醛(MDA)含量发生与暴露毒物种类、浓度和时间相关的变化。SOD、CAT和GR的活性在较低浓度(25μg·L~(-1))的CuPT胁迫6 h后呈显著上升趋势,但随暴露时间延长(12 h和24 h),GR的活性显著下降;而暴露于较低浓度(50μg·L~(-1))的Zn PT中,仅SOD活性显著升高,CAT和GR的活性都显著下降。在较高Cu PT(100μg·L~(-1))或Zn PT(200μg·L~(-1))浓度中,CAT和GR的活性都显著下降。GSH含量对Cu PT或Zn PT胁迫的响应呈现明显的时间效应,即随暴露时间的延长,通常由显著上升转为显著下降。MDA含量在Cu PT(100μg·L~(-1))或Zn PT(200μg·L~(-1))高浓度组中呈显著升高趋势。     

多壁碳纳米管对铜绿微囊藻生长及生理特征的影响

碳纳米材料由于其具有优异的性能,得以广泛生产和使用,其不可避免会进入水环境中,对水生生态系统造成潜在影响。本文以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为受试材料,通过暴露实验,研究了多壁碳纳米管(MWCNTs)单独作用对铜绿微囊藻的生物毒性和致毒机理。研究结果表明:低浓度(0.1 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1))的MWCNTs能刺激铜绿微囊藻的生长,超氧化物歧化酶(SOD)酶活增强;中低浓度(0.1～10.0 mg·L~(-1))范围内,MWCNTs促使光合色素合成,促进藻细胞增殖;高浓度(50mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)) MWCNTs对蓝藻生长产生抑制,严重抑制叶绿素a,藻细胞生命活力下降; MWCNTs浓度高于1 mg·L~(-1)时,SOD、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性逐渐降低,丙二醛(MDA)的含量则逐步上升;可溶性蛋白含量与MWCNTs浓度有关,MWCNTs浓度低于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量增加,MWCNTs浓度高于5 mg·L~(-1)时,蛋白质含量逐渐减少。     

外源脱落酸对连作障碍下栝楼抗氧化酶系的影响

在金华地区选取连作3年的栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)为试验材料,通过浇灌不同浓度(0,2.5,5,7.5,10 mg·L~(-1))脱落酸(ABA),在正常连作情况下测量其叶片的抗氧化酶系活性,探究外源脱落酸缓解栝楼连作障碍的作用机制,为缓解栝楼连作障碍提供理论依据。结果表明:在正常连作情况下,栝楼幼苗经过外源ABA连续处理7 d,处理结束后再过7 d对叶片进行采样测定酶活性,发现超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化物酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性总体随处理的外源ABA浓度的升高而呈现先增强后减弱的趋势。除了PPO酶活性的峰值出现在外源ABA浓度为7.5 mg·L-1外,其余酶的酶活性峰值均出现在5mg·L~(-1)。在过高的外源ABA浓度下,SOD、POD、CAT的酶活性出现低于对照组的现象,推测过高浓度的外源ABA可能不利于连作植物生长。由隶属函数分析得出,5 mg·L~(-1)的外源ABA可以有效缓解栝楼的连作障碍。     

重金属Cu2+,Pb2+和Zn2+胁迫对近江牡蛎(Crassostrea rivularis) SOD活性影响研究

为探讨将近江牡蛎(Crassostrea rivularis)抗氧化酶防御体系参数作为海洋重金属污染生物监测指标可行性,文章在实验室条件下,研究这三种重金属暴露对近江牡蛎(C.rivularis)鳃和消化腺组织SOD活性的诱导作用;实验结果表明:Cu2 ,Pb2 和Zn2 能诱导近江牡蛎(C.rivularis)腮和消化腺SOD的产生,但由于近江牡蛎(C.rivularis)腮和消化腺的结构和功能的不同,在重金属的诱导下,消化腺内的SOD活性要比腮的大;Pb2 和Zn2 诱导近江牡蛎(C.rivularis)鳃和消化腺组织SOD活性变化的剂量-效应均为抛物线型;Cu2 对近江牡蛎(C.rivularis)鳃组织SOD活性诱导曲线不呈抛物线型,而对消化腺组织SOD活性诱导的剂量-效应呈抛物线型;根据对SOD活性影响的强弱,三种重金属对近江牡蛎(C.rivularis)的毒性强弱顺序为Cu2 >Pb2 >Zn2 。在实验室条件下,近江牡蛎(C.rivularis)消化腺组织中的SOD活性可作为养殖水体重金属污染程度监测指标,但应用到实际养殖水体尚须进一步研究。     

纳米氧化锌对羊角月牙藻毒性效应及其在藻细胞内外的分布

为研究纳米氧化锌(ZnO NP)的毒性效应及其在细胞内外分布,以羊角月牙藻(Selenastrum capricornutum)为模型藻类,研究了不同浓度ZnO NP对羊角月牙藻生长、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧化物岐化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量及细胞内外ZnO NP含量变化。结果表明,ZnO NP对羊角月牙藻的生长抑制与处理浓度呈现正相关。在45 mg·L~(-1)ZnO NP暴露24 h后,其生长抑制率已达到95%。当ZnO NP处理藻细胞72 h后,羊角月牙藻细胞的叶绿素含量与处理浓度之间存在剂量-效应关系。低浓度(0.5 mg·L~(-1))ZnO NP处理后藻细胞可溶性蛋白质含量、SOD和POD活性明显下降,MDA含量升高,其产生的毒性效应高于高浓度组(5 mg·L~(-1)、45 mg·L~(-1))。细胞培养液溶出Zn2+量及藻细胞外吸附的ZnO NP量与ZnO NP处理浓度成正比,但是藻细胞内ZnO NP量与ZnO NP浓度没有相关性,胞内积累量基本维持不变。研究表明,各浓度组对藻细胞毒性的差异,不仅与细胞内Zn2+量有关,还与细胞外粘附的ZnO NP有关。     

亚砷酸钠对酵母细胞抗氧化酶活性和脂质过氧化的影响

以模式生物酿酒酵母为材料,研究亚砷酸钠对细胞生长、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量及胞内活性氧(ROS)水平的影响。结果显示,加入亚砷酸钠(终浓度0.1~0.6 mmol·L~(-1))后,培养液在600 nm处的光密度值(OD600值)低于对照组,并呈浓度依赖性降低。经亚砷酸钠处理12 h后,酵母细胞中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和总抗氧化能力(T-AOC)活性均增高,但胞内ROS水平和MDA含量与对照组无显著差异。砷处理24 h后,POD在0.2 mmol·L~(-1)砷处理组中活性最高,而CAT、SOD和T-AOC活性呈浓度依赖性增高;胞内ROS水平和MDA含量在高浓度砷组(0.4和0.6 mmol·L~(-1))显著增高。结果表明,亚砷酸钠可抑制酵母细胞生长,改变细胞内抗氧化酶活性,较高浓度时可引起细胞氧化损伤。     

磺胺甲恶唑污染对颤蚓的氧化胁迫

在实验室模拟条件下分别采用动、静态生物实验方法,研究了不同浓度的磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMZ)对颤蚓(Monopyle phorus limosus)体内抗氧化防御系统的影响以及颤蚓暴露于单一浓度的SMZ后,其体内典型的抗氧化酶,超氧化物歧化酶(SOD)的活性随时间的响应。结果显示:染毒8d后,颤蚓体内SOD的活性先降低后逐渐升高。SMZ染毒浓度达到1.00mg·L-1时,SOD的活性被显著诱导(P<0.01),为对照组的1.30倍。过氧化物酶(POD)活性的变化趋势明显分为先升高、再降低2个阶段。染毒浓度达到0.25mg·L-1时,POD的活性受到最大诱导(P<0.01),约为对照组的1.40倍。各处理组过氧化氢酶(CAT)的活性均高于对照组,并且随着SMZ暴露浓度的增加,CAT活性的变化趋势是逐渐降低的,与SMZ染毒浓度间存在较好的剂量-效应关系。随着SMZ暴露时间的延长,SOD、POD和CAT的活性变化趋势类似,均为先升高后降低,并在第8天时达到最大值(P<0.01),增长率分别为32%、26%和82%。综上,SMZ能诱导颤蚓体内产生氧化胁迫,而CAT在活性氧自由基的清除中发挥主要作用。     

铀胁迫对两种蓝藻生长及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度铀(0.1、1.0、10.0和30.0mg·L-1)胁迫对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和爪哇伪枝藻(Scytonemaj avanicum)生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度铀(0.1和1.0mg·L-1)条件下,两种蓝藻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量均无明显变化;叶绿素a含量和可溶性蛋白质含量均较对照上升,表明低浓度铀对A.azollae和S.javanicum均未形成明显胁迫,对生长表现为刺激和促进作用。10.0mg·L-1浓度的铀对A. azollae的生长影响不大,对S. javanicum却产生了明显的抑制作用。30.0mg·L-1铀胁迫下,两种蓝藻中的MDA显著增加,抗氧化酶系统受到破坏,生长严重受阻。实验结果显示,A. azollae和S. javanicum的耐铀极限分别在10.0～30.0mg·L-1和1.0～10.0mg·L-1之间,A. azollae的抗铀性比S. javanicum强。     

氟对中华圆田螺肝胰脏抗氧化酶活性和MDA含量的影响

选取中华圆田螺为受试动物,探究氟对其肝胰脏抗氧化酶SOD、GSH、POD活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果显示,在不同浓度水氟环境条件下(0、40、80、160 mg·L~(-1))连续暴露10 d、20 d和30 d时,与对照组相比,中华圆田螺肝胰脏SOD活性在暴露前20 d,中低浓度组活性被诱导升高,高浓度组受抑制降低。暴露30 d时,中低浓度组活性降低,高浓度组逐渐升高。MDA含量在暴露前20 d时,中低浓度组活性整体被诱导升高,高浓度组受抑制降低。暴露30 d时,MDA含量受到显著抑制均低于对照组。GSH活性以诱导为主均高于对照组,POD活性在10 d时均低于对照组,而在20 d时被诱导升高且均高于对照组,30 d时中高浓度以抑制为主。上述研究结果为水质污染控制及生态风险评价提供了基础数据。     

双酚A对紫背浮萍生长和光合色素及抗氧化系统影响

以紫背浮萍为实验对象,探究双酚A(bsiphenol A, BPA)对其生长、光合色素含量、抗氧化系统和渗透压调节物质的影响。结果表明,不同浓度(0、1、5、20和50 mg·L~(-1))BPA连续暴露7 d后,与对照组相比,随暴露浓度升高,紫背浮萍湿重和叶绿素含量呈现先显著增加后降低的趋势;暴露组过氧化氢(H_2O_2)含量和抗超氧阴离子自由基活性显著降低;丙二醛(MDA)含量在20和50 mg·L~(-1)组显著升高;暴露组抗氧化酶活性包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和总抗氧化能力(T-AOC)均低于对照组;谷胱甘肽(GSH)含量在高浓度组显著升高,20 mg·L~(-1)组可溶性糖含量显著升高,可溶性蛋白含量在中高浓度组显著增加。研究表明,中低浓度BPA会提高紫背浮萍光合色素含量,有机物积累增多,促进其生长;但随BPA浓度不断升高,紫背浮萍体内产生氧化损伤,抗氧化酶活性及叶绿素含量降低,生长受到抑制。本研究结果将为BPA污染控制及对水生植物生态毒性效应评价提供理论基础。     

四溴双酚A(TBBPA)对中肋骨条藻的毒性效应研究

为研究四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)对海洋微藻的毒性效应,本文设置五个不同浓度组(0、1.0、5.0、10.0、20.0 mg·L-1)进行中肋骨条藻(Skeletonema costatum)培养实验,在96 h内取样分析其光合色素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果表明,较低浓度组(1.0和5.0 mg·L-1)叶绿素a、叶绿素c和类胡萝卜素含量48 h之前被显著诱导,最大值出现在24 h;较高浓度组(10.0和20.0 mg·L-1)三种色素含量在48 h之前被显著抑制,24 h达最低值;72 h之后各浓度组均恢复到对照组水平。不同浓度TBBPA胁迫下,中肋骨条藻的可溶性蛋白含量、SOD活性和MDA含量一般被显著诱导,SOD活性和MDA含量在72 h和96 h时随TBBPA浓度升高而增加。虽然1.0 mg·L-1TBBPA对中肋骨条藻生长不具有可观测效应,但已影响到其生理生化指标。目前海水中TBBPA浓度较低,尚不会对中肋骨条藻产生毒性影响。     

Cr(VI)对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)幼虾暴露和恢复期肝胰脏的SOD活性、MDA及MTs含量的影响

为了探索水体中Cr(VI)对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的毒性效应,通过Cr(VI)的暴露(15 d)和清水恢复实验(15 d),研究了Cr(VI)对脊尾白虾肝胰脏的SOD活性、MDA及MTs含量的影响。结果表明,通过15 d的暴露,5 mg·L-1(高浓度)、0.5 mg·L-1(低浓度)实验组肝胰脏的SOD均显著高于对照组水平(p0.05),15 d的清水恢复后,两个浓度实验组均能够恢复到对照组水平(p0.05)。MDA在暴露阶段呈现持续上升的趋势,且在15 d后两个浓度实验组MDA的含量均显著高于对照组水平(p0.05),15 d的清水恢复后,5 mg·L-1实验组的MDA含量依然显著高于对照组水平(p0.05),0.5mg·L-1实验组的MDA含量基本恢复到对照组水平(p0.05)。通过15 d的暴露,两个浓度实验组MTs的含量均显著高于对照组水平(p0.05),15 d的清水恢复后,两个浓度实验组MTs的含量均能够恢复到对照组水平(p0.05)。     

脱水红霉素对蛋白核小球藻的生态毒性效应研究

脱水红霉素是环境中普遍存在的一种大环内酯类抗生素,其生态毒性效应尚不明确。因此,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenlidosa)为受试生物,研究了脱水红霉素对绿藻的生长、叶绿素a含量、抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,脱水红霉素对蛋白核小球藻的生长具有抑制作用,且随暴露浓度的升高而增强。脱水红霉素对蛋白核小球藻的96 h比生长率半数抑制浓度(E_rC_(50))和生长量半数抑制浓度(E_yC_(50))分别为0.267和0.117 mmol·L~(-1),属于中-低毒物质。脱水红霉素暴露对蛋白核小球藻的叶绿素a含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和MDA含量具有重要影响。叶绿素a含量随脱水红霉素浓度升高而降低; SOD酶活性升高,但与脱水红霉素浓度之间不存在剂量效应关系,CAT酶活性和MDA含量随脱水红霉素升高而升高,说明脱水红霉素对蛋白核小球藻具有氧化胁迫效应。暴露96 h后,藻液中脱水红霉素的去除率随其初始浓度增加而增加,在脱水红霉素初始浓度为0.87 mmol·L~(-1)时,其去除率可达到43%。研究结果可为脱水红霉素的生态风险评估提供理论依据。     

氯代阻燃剂得克隆对纤细裸藻的生态毒性效应

得克隆(Dechlorane Plus,DP)作为全球广泛使用的氯代阻燃剂,具有POPs特性和环境毒性,但其生物毒性数据非常有限。本文选择水生初级生产者纤细裸藻(Euglena gracilis)作为研究对象,通过检测藻细胞生长状况、光合色素水平、抗氧化酶活性、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量变化,研究了不同浓度DP对其生态毒性效应的影响。结果显示,低浓度DP对纤细裸藻生长具有一定促进作用,但差异不显著;DP浓度较低时(0.1和0.5 mg·L-1DP)类胡萝卜素含量受到轻微抑制;较高浓度DP暴露导致超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽(GSH)水平显著增加,同时高浓度DP(8 mg·L-1)下MDA含量显著上升,提示膜结构受到损伤;表明较高实验浓度范围内,DP对纤细裸藻的生长及抗氧化系统均产生一定影响,结果将为DP的环境生态风险评价提供科学依据。