试析长江上游鱼类体内多环芳烃含量及饲料菲对中华倒刺鲃生态毒理学影响站

论文导读：显低于对照组(p0.05),而3个染毒饲料组之间无明显差别。4、脑组织中乙酰胆碱酯酶(TChE)活性随着饲料中PHE含量水平增高而降低,且各实验处理组之间的差别明显；该活性还随着PHE食物暴露时间的延长而降低1234下一页
摘要：本探讨进行了野外调查和实验室观测两个系列的实验。系列一是调查多环芳烃(PAHs)在长江上游鱼类体内的含量和分布状况。于2010年9一11月在长江朱杨江段采集到10种鱼类标本,分别为中华倒刺鲃(Spinilbarbus sinensis Linnaeus)、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelp Richardson)、圆筒吻鮈(Rhinogobio cypndricus Gunther)、鲤(Cyprinus carpio Linnaeus)、鱼即(Carassius auratus Linnaeus)、大眼鳜(Siniperca kneri Garman)、铜鱼(Coreius heterodon Bleeker)、圆口铜鱼(Coreius guichenoti Sauvage et Dabry)、大鳍鳠(Mystus macropterus B leeker)和鲇(Silurus asotus Linnaeus);在该江段上游支流沱江富顺江段采集到6种鱼类标本,分别为鲫、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco Richardson)、鲤、大眼鳜、大鳍鳠和鲇。每种鱼的样本量为3—11尾,共计195尾。采取快速溶剂萃取及气相色谱法对鱼体中的16种多环芳烃含量进行检测。系列二是实验室条件下含菲(PAHs物质之一)食物暴露实验。从中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)为实验对象(该种鱼在系列一实验中被发现含PAHs总量在所测种类中最多,且为长江上游特有珍稀鱼类),从菲(Phenanthrene, PHE)为毒物,配制含PHE的人上饲料进行投喂。在水温27.5℃下的条件下,进行了两个部分的实验：1、饲料中不同浓度PHE暴露实验。PHE含量分别为0、500、1000和1500μg/g的饲料,喂养中华倒刺鳃16周后取样；2、饲料PHE不同暴露时间实验。从PHE含量为0和1000μg/g的饲料,分别喂养中华倒刺鲃0、1、3、7、14、28、42、56、84和112天后取样。分别观测了上面陈述的两类处理的实验鱼体的抗氧化胁迫能力、代谢能力、生长状态和体内PHE累积等方面的指标。由实验系列一所得结果如下：1、在长江干流朱杨江段所采集到的10种鱼体样本中均检测到了多种PAHs的有着,其中中华倒刺鲃鱼体内PAHs总量(ΣPAHs)最高,其含量为(2.91±0.45)μg/g;鲇体内ΣPAHs最低,其含量为(0.52±0.04)μg/g。2、在沱江富顺江段采集到的6种鱼均检测到多种PAHs有着,其中鲫体内ΣPAHs最高,为(8.50±1.13)μg/g;鲇体内ΣPAHs最低,其含量为(1.30±0.07)μg/g。3、采集自长江朱杨段和沱江富顺段两采集地的相同种类有5种,富顺段5种鱼体内ΣPAHs均分别高于朱杨段同种类鱼体内的含量；除大眼鳜外,其余4种鱼的差别均达到明显水平。富顺江段鱼类体内高分子量PAHs比例较高,而朱杨江段鱼类体内富集的低分子量PAHs和中分子量PAHs的比例较高。由实验系列二所得结果如下：1、饲料中PHE含量水平未对血清中的红细胞数目、血红蛋白和总蛋白造成明显差别；血糖含量随饲料中PHE浓度含量水平的升高体现出先升高后降低的走势,且各染毒组均明显高于空白对照组(p0.05)；球蛋白含量在500μgPHE/g组明显高于对照组(p0.05),白蛋白含量则在500μg PHE/g组明显低于对照组(p0.05),而这两个指标在其余含毒饲料组与空白对照组间均无明显差别。2、血清谷丙转氨酶活性随饲料PHE含量水平的升高体现出升高的走势,仅在最高浓度组(1500μg PHE/g组)时与空白对照组的差别达到明显水平(p0.05)；谷草转氨酶也随饲料中PHE含量水平的升高而升高,1000μg PHE/g和1500μgPHE/g组与空白对照组之间差别达到明显水平(p0.05)。3、肝糖原随饲料中PHE浓度含量水平的升高而降低,且各组间的差别均达到了明显水平(p0.05)；各实验处理组的肌糖原含量均明显低于对照组(p0.05),而3个染毒饲料组之间无明显差别。4、脑组织中乙酰胆碱酯酶(TChE)活性随着饲料中PHE含量水平增高而降低,且各实验处理组之间的差别明显；该活性还随着PHE食物暴露时间的延长而降低论文导读：呈“降低-升高-降低”走势；肠组织T-AOC水平呈“升高-降低”走势；鳃组织T-AOC水平呈一直升高的走势。7、实验鱼肝胰脏、肠和鳃组织中谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性随着饲料中PHE含量水平的增高而降低。各染毒组肝胰脏GST活性均明显低于空白对照组(p0.05)。肠组织GST活性在各处理组间的差别均达到明显水平(p0.05)。1500μgPHE/g
,以染毒的第7天开始,染毒组活性明显低于空白对照组(p0.05)。5、肝胰脏、肠和鳃组织中丙二醛(MDA)含量随着饲料中PHE含量水平的增高而增高,在肠和鳃组织中,各处理组之间的差别达到明显；在肝胰脏组织中,500μg PHE/g组与空白组之间差别不明显,其余各组间差别明显。这3种组织的MDA含量还随着PHE食物暴露时间的延长而增高。其中,肝胰脏和肠组织中MDA含量均于染毒第3天开始明显高于空白对照组(p0.05)；鳃组织中MDA含量水平以第84天开始明显高于空白对照组(p0.05)。6、随着饲料中PHE含量水平的增高,实验鱼肝胰脏和肠组织中总抗氧化能力(T-AOC)随之降低。各染毒组的肝胰脏组织中T-AOC水平与空白对照组之间的差别明显(p0.05)。各染毒组肠组织中T-AOC水平差别明显(p0.05)。随着染毒时间的延长,实验鱼体的肝胰脏组织T-AOC水平呈“降低-升高-降低”走势；肠组织T-AOC水平呈“升高-降低”走势；鳃组织T-AOC水平呈一直升高的走势。7、实验鱼肝胰脏、肠和鳃组织中谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性随着饲料中PHE含量水平的增高而降低。各染毒组肝胰脏GST活性均明显低于空白对照组(p0.05)。肠组织GST活性在各处理组间的差别均达到明显水平(p0.05)。1500μg PHE/g组鳃组织GST活性明显低于其余3组(p0.05),其余3组间无明显差别。随着染毒时间的延长,染毒组肝胰脏组织GST活性呈“降低-升高-降低”走势；肠组织GST活性呈“升高-降低”走势。8、实验鱼体的标准体重代谢率(MS)随着饲料中PHE含量水平的升高而升高,1000和1500μg PHE/g组的MS明显高于空白对照组,且二者间差别明显(p0.05)。MS还随着PHE食物暴露时间的延长而升高,以染毒第7天开始明显高于空白对照组(p0.05)。9、实验鱼肝胰脏组织线粒体的状态3呼吸率随着饲料中PHE含量水平的增高而增高。1000和1500μg PHE/g组肝胰脏组织线粒体呼吸率明显高于空白对照组,且二者间差别明显(p0.05)。该呼吸率还随染毒时间的延长而增高,以染毒的第56天开始,染毒组肝胰脏组织线粒体呼吸率明显高于空白对照组(p0.05)。10、实验鱼的摄食量和饲料效率随着饲料中PHE含量水平的升高而降低;其中,500、1000和1500μg PHE/g组摄食量之间的差别不明显,但三者均明显低于空白对照组(p0.05);各染毒组饲料效率差别明显(p0.05)。这两个指标还随着染毒时间的延长而降低,分别以染毒的第14和28天开始明显低于空白对照组(p0.05)。11、实验鱼的器官指数随着饲料中PHE含量水平增高而升高；肝胰脏指数在500和1000μg PHE/g组之间无明显差别,二者与空白对照及1500μg PHE/g组之间的差别达到明显水平(p0.05)。500μg PHE/g组肠指数与空白对照组差别不明显,其余各组间差别均明显(p0.05)。12、实验鱼体的特定体重生长率随着饲料中PHE含量水平的增高而降低,各实验处理组之间的差别明显(p0.05)。该值也随着染毒时间的延长而降低,以14天开始与空白组间的差别明显(p0.05)。13、鱼体肥满度随着饲料中PHE水平的升高而降低。其中500和1000μg PHE/g组差别不明显,但二者均明显高于1500μg PHE/g组而明显低于空白对照组(p0.05)。14、实验鱼体对饲料中PHE的摄入量、日粮水平、累积量和累积率均随着饲料中PHE含量水平的升高而增高,月.各组间差别均明显(p0.05)。15、肝胰脏、肠和肌肉组织对于饲料中PHE的累积量PHE/g)随着饲料中PHE含量水平的升高而升高。同一染毒组个体不同器官组织的PHE含量以高到低依次均为：肝胰脏肠肌肉；其中,肌肉的PHE含量与饲料PHE含量水平的相关联系为：y=0.038x-2.900(r2=0.978)。这3种组织的PHE含量也随着染毒时间的延长而增高；在1000μg PHE/g饲料条件下,肌肉的PHE含量与食物PHE暴露时间的相关联系为：y=0.341x+0.791(r2=0.942)。通过讨论得出从下结论：1、长江朱杨段极为支流沱江富顺段的鱼类均受到了PAHs的污染,而沱江鱼类受PAHs的污染程度高于长江干流朱杨段鱼类论文导读：
。2、沱江富顺段鱼体所含的高分子量PAHs组成百分比高于长江干流朱杨段的鱼体,而中、低分子量PAHs组成百分比相对于干流鱼类较低,表明两个江段PAHs的污染源不同。3、中华倒刺鲃血液学指标、肝胰脏指数和糖原含量受到饲料中PHE含量水平的影响,PHE对鱼体的肝胰脏组织造成了组织损伤,并干扰了鱼体正常的碳水化合物代谢历程。4、PHE食物暴露会导致鱼体组织器官的氧化损伤并抑制鱼体相应解毒酶体系的活性,可引起鱼类肝脏和肠道出现组织增大等形态结构特点的转变；且这些毒性胁迫会随着PHE暴露的浓度增长或时间延长而加剧。5、中华倒刺鳃静止代谢率和肝胰脏组织线粒体呼吸耗氧率随着暴露浓度的增高和染毒时间的延长而增高,表明鱼体可通过生理性调节,提升其代谢强度,从满足机体抵抗PHE食物暴露胁迫的有关生理历程对能量的额外需求。6、染毒组中华倒刺鳃的生长率、摄食率、饲料效率等生长状态指标的下降与鱼体的代谢增强,糖原含量降低,解毒酶体系功能调整等现象相伴而发生,表明染毒鱼体生长率较低的主要理由是外源能量摄入问题和额外代谢能量消耗。7、在食物中一定浓度的PHE暴露下,中华倒刺鳃鱼体各器官所累积的PHE浓度不同,表明PHE在鱼体内的累积与分布具有器官及组织的特异性。8、根据我国食品安全标准进行估算,为保证鱼体肌肉中PHE含量不超标,对中华倒刺鲃饲喂16周时所采取的食物中PHE含量不得高于207.90μg/g;若PHE食物暴露的浓度达到1000μg/g时,则暴露天数最多不得超过12天。关键词：
【学位授予单位】：论文西南大学
【学位级别】：论文博士
【学位授予年份】：论文2013
【分类号】：论文S917.4
【目录】：论文摘要9-13
Abstract13-19
第1章 多环芳烃对鱼类的生态毒理学影响的探讨发展19-37

1.1 多环芳烃的种类、来源和特性19-20

1.2 水环境和鱼类体内的多环芳烃20-23

1.2.1 水环境中的PAHs20-21

1.2.2 鱼类体内的多环芳烃21-23

1.3 PAHs对鱼类的生态毒理学效应23-35

1.3.1 PAHs对鱼类的氧化胁迫24-26

1.3.2 多环芳烃对鱼类神经体系及行为的影响26-29

1.3.3 多环芳烃对鱼类血液学指标的影响29-30

1.3.4 多环芳烃对鱼类代谢及能量储存的影响30-32

1.3.5 多环芳烃PAHs对鱼类生长发育的影响32-33

1.3.6 多环芳烃对鱼类生殖的影响及遗传毒性33-34

1.3.7 多环芳烃对鱼类种群的影响34-35

1.4 实验对象及探讨目的35-37

第2章 长江上游鱼类体内多环芳烃的调查探讨37-51

2.1 引言37-38

2.2 实验设计与办法38-39

2.1 样本采集38

2.2 样品预处理38

2.3 样品PAHs含量测定38-39

2.4 数据处理办法39

2.3 结果39-40

2.3.1 长江朱杨江段鱼类体内PAHs的含量及分布39-40

2.3.2 沱江富顺江段鱼类体内PAHs的含量及分布40

2.4 讨论40-51

2.4.1 长江朱杨段和沱江富顺段的鱼体均受到PAHs的污染40-41

2.4.2 长江上游干流与其支流沱江水体受PAHs污染的差别41-51

第3章 饲料中不同浓度菲对中华倒刺鲃几种血液学指标和肝胰脏的影响51-60

3.1 引言51

3.2 实验设计与办法51-53

3.

2.1 饲料配制51-52

3.

2.2 实验鱼来源与驯化52

3.

2.3 实验设计与处理52

3.

2.4 指标测定52-53

3.

2.5 数据处理办法53

3.3 结果53-54

3.1 中华倒刺鲃的血液学指标随其饲料中菲浓度的变化53-54

3.2 中华倒刺鲃的肝胰脏指数随其饲料中菲浓度的变化54

3.3 中华倒刺鲃的肝胰脏糖原、肌糖原含量随其饲料中菲浓度的变化54

3.4 讨论54-60

3.4.1 饲料PHE暴露对中华倒刺鲃血液学指标的影响54

3.4.2 中华倒刺鲃应对饲料PHE暴露胁迫的能量代谢反应54-56

3.4.3 饲料PHE暴露对中华倒刺鲃肝脏功能的影响56-60

第4章 饲料菲对中华倒刺鲃氧化胁迫意义及神经毒性意义60-81

4.1 引言60-61

4.2 实验设计与办法61论文导读：

-63
4.

2.1 饲料配制、实验鱼来源与驯化61

4.

2.2 实验设计与处理61

4.

2.3 指标测定61-63

4.3 结果63-65
4.

3.0 中华倒刺鲃脑组织乙酰胆碱酯酶(TChE)的变化63

4.

3.1 中华倒刺鲃肝胰脏、肠和鳃的氧化损伤63-64

4.

3.2 中华倒刺鲃肝胰脏、肠和鳃总抗氧化能力(T-AOC)的变化64

4.

3.3 中华倒刺鲃肝胰脏、肠和鳃谷胱甘肽—S—转移酶(GST)的变化64-65

4.4 讨论65-81

4.1 食物中的菲对中华倒刺鲃具有神经毒性65

4.2 饲料中菲对中华倒刺鲃各器官造成氧化损伤65-66

4.3 食物中的菲抑制了鱼体解毒酶体系的活性66-81

第5章 饲料菲对中华倒刺鲃能量代谢的胁迫意义81-88

5.1 引言81

5.2 实验设计与办法81-82

5.

2.1 饲料配制、实验鱼来源与驯化81

5.

2.2 实验设计与处理81-82

5.

2.3 指标测定82

5.3 结果82-83
5.

3.1 PHE食物暴露对中华倒刺鲃标准体重代谢率的影响82-83

5.

3.2 PHE食物暴露对中华倒刺鲃肝胰脏线粒体代谢水平的影响83

5.4 讨论83-88
第6章 饲料菲对中华倒刺鲃生长性能的影响88-96

6.1 引言88

6.2 实验设计与办法88-89

6.

2.1 饲料配制、实验鱼来源与驯化88

6.

2.2 实验设计与处理88

6.

2.3 生长状态指标测定88-89

6.3 结果89-90
6.

3.1 摄食量及摄食效率89

6.

3.2 器官指数89-90

6.

3.3 生长率90

6.

3.4 丰满度90

6.4 讨论90-96
第7章 饲料菲在中华倒刺鲃体内的累积96-107

7.1 引言96

7.2 实验设计与办法96-97

7.

2.1 饲料配制、实验鱼来源与驯化96

7.

2.2 实验设计与处理96

7.

2.3 指标测定96-97

7.3 结果97
7.

3.1 中华倒刺鲃对饲料中PHE的摄入量、累积量和累积率97

7.

3.2 PHE在中华倒刺鲃体内的分布97

7.4 讨论97-107
参考文献107-143
致谢143-144
在学期间发表的论文144
科研工作144