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重金属铜、镉对海陆蛙蝌蚪毒性作用的初步研究

作　者: 李春瑜
导　师: 洪美玲
学　校: 海南师范大学
专　业: 生态学
关键词: 海陆蛙蝌蚪铜镉抗氧化反应红细胞微核肝脏组织结构生长
分类号: X174
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

海陆蛙作为唯一可生存于红树林半咸水环境中的两栖动物，前期研究表明它可作为评价红树林生境质量优劣的指示物种，且组织中丙二醛含量可作为较为敏感的评价指标之一。为揭示重金属的毒物效应和确定反映环境胁迫的指示特征，本论文系统研究了海陆蛙蝌蚪室内曝污的急性和慢性毒性实验。研究结果在一定程度上反映出铜、镉对海陆蛙蝌蚪的毒性影响，并为建立以海陆蛙为红树林指示物种的生物监测体系提供科学依据。本研究得到以下的结果：（1）铜、镉对海陆蛙蝌蚪的半数致死浓度的研究通过96h毒性试验结果表明，27-28期海陆蛙蝌蚪（BL：23.33±1.41mm，BW：0.134±0.022g），在铜暴露24h、48h、72h、96h-LC₅₀分别为：2.75、1.89、1.42、1.10mg/l；镉暴露下的LC₅₀分别为28.90、23.05、19.19、16.19mg/l。38-39期蝌蚪（BL：31.94±2.67mm，BW：0.423±0.044g），在铜暴露的LC₅₀分别为5.69、3.37、1.34、0.95mg/l；镉暴露下LC₅₀分别为53.96、43.24、38.63、25.89mg/l。由此可见，铜的半数致死浓度远高于同一时期镉的半数致死浓度，这说明铜对海陆蛙蝌蚪的毒性大于镉。镉对38-39期蝌蚪96h-LC₅₀（25.89mg/l）高于27-28期（16.19mg/l），说明随着蝌蚪发育期的延长，蝌蚪对镉的耐受性也增大。（2）铜、镉对海陆蛙蝌蚪的急性毒性实验在96h-LC₅₀的基础上，选用38-39期海陆蛙蝌蚪（BL：32.84±2.40mm，BW：0.411±0.061g）为实验对象，分别设计了对照组、80、160、300ug/l铜溶液暴露组以及5、7、13mg/l镉溶液暴露组，在暴露24h、48h、72h、96h分别取样，研究在短期大剂量铜、镉胁迫下，海陆蛙蝌蚪体内超氧化物歧化酶（SOD）、乙酰胆碱酯酶（AChE）活性、丙二醛（MDA）、金属硫蛋白（MT）含量以及血液中红细胞核异常率、微核率的变化。结果表明，低浓度组（5mg/l）镉暴露可使蝌蚪体内酶活性升高，在染毒24h后该组蝌蚪SOD活性达到最大值，在染毒48h后AChE活性达到最大值，但随着染毒浓度增加及染毒时间的延长SOD、AChE活性降低，说明在长时间、高浓度镉胁迫下蝌蚪酶活性被抑制；在铜暴露24h后，80ug/l染毒组SOD、AChE活性显著低于对照组，说明在铜染毒初期蝌蚪体内酶活性就受到抑制，且在染毒期间这两种酶活性表现出持续低活状态，各处理组SOD、AChE活性显著低于对照组。蝌蚪体内MDA含量在铜、镉胁迫下显著增多，且染毒浓度越大、暴露时间越长，MDA含量越多，这说明铜、镉胁迫下，加剧了机体脂质过氧化反应。而且各处理组金属硫蛋白（MT）含量均显著低于对照组。此外，在镉暴露5d后，低浓度组（5mg/l）红细胞微核率与对照组差异不显著，高浓度组（13mg/l）微核率显著增加，约为对照组8.8倍；在铜暴露5d后，各染毒组红细胞微核率显著高于对照组；铜、镉胁迫中各染毒组核异常率均显著高于对照组，这说明蝌蚪遗传物质受到损伤。（3）铜、镉对海陆蛙蝌蚪的慢性毒性实验为了解铜、镉的长期暴露对海陆蛙蝌蚪的毒性影响，在96h-LC₅₀的基础上(取96h-LC₅₀的1/20-1/100)，选择27-28期（BL：21.97±3.62，BW：0.134±0.022）为实验对象，共设计了对照组、10、15、20ug/l铜溶液处理组和450、560、630ug/l镉溶液处理组，研究不同浓度铜、镉暴露第7d、14d、21d后对蝌蚪生长发育、体内相关酶活性、脂质过氧化产物MDA含量及蝌蚪肝脏显微结构的影响。结果表明，在铜、镉暴露第7d，450mg/l处理组蝌蚪的体长、体重都显著低于对照组，且在一定处理时间内，染毒浓度越高蝌蚪体长越短，体重越轻，这说明在铜、镉暴露下，蝌蚪的生长发育被抑制。在铜、镉暴露第7d、14d、21d，各处理组SOD、AChE活性显著低于对照组，且在同一处理时间段内随着染毒浓度的增加酶活性逐渐降低，说明SOD、AChE活性被抑制，表现为持续低活状态。在铜、镉暴露下，MDA含量随着染毒浓度和染毒时间的增加而增加，在同一染毒时间段里，处理组MDA含量均显著高于对照组，各处理组间MDA含量差异达到了显著水平；在染毒第21天，镉最高浓度组（630ug/l）和铜最高染毒组（20ug/l）MDA含量出现了最大值，均约为对照组的3倍。对海陆蛙蝌蚪肝脏显微结构研究表明，在慢性染毒第21d，铜、镉处理组蝌蚪肝脏受到严重了损害，主要表现为肝脏结构不完整，出现黑色素团增多，浆膜被破坏，胞质疏松；中央静脉扩大，管壁破损，其内红细胞核偏移或者无核，且随着浓度的增加，组织溶解范围增大。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
第一章文献综述  9-17
  1.1 红树林的重金属污染现状  9
  1.2 两栖动物作为环境指示物种研究的状况  9-10
  1.3 重金属对两栖动物的毒性影响  10-15
  1.4 本论文研究背景  15-17
第二章海陆蛙蝌蚪的养殖及铜、镉对蝌蚪半数致死浓度的研究  17-25
  2.1 蝌蚪的养殖探索  17-19
  2.2 重金属铜、镉对海陆蛙蝌蚪半数致死浓度研究  19-25
第三章急性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪的生理毒性作用  25-39
  3.1 急性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪部分酶活性及脂质过氧化的影响  25-31
  3.2 急性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪重金属硫蛋白含量的影响  31-34
  3.3 急性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪红细胞微核率的影响  34-39
第四章慢性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪的生理毒性影响  39-55
  4.1 慢性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪生长发育的影响  39-44
  4.2 慢性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪部分酶活性及脂质过氧化的影响  44-50
  4.3 慢性铜、镉胁迫对海陆蛙蝌蚪肝脏组织结构的影响  50-55
    4.3.1 前言  50
    4.3.2 材料和方法  50
    4.3.3 结果  50-51
    4.3.4 讨论  51-55
结论  55-57
参考文献  57-69
攻读硕士学位期间取得的研究成果  69-71
致谢  71-72
附件  72

重金属铜、镉对海陆蛙蝌蚪毒性作用的初步研究

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