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五氯酚作为一种高效廉价的杀虫剂、木材防腐剂及除草剂曾在中国乃至世界范围内被长期大量使用。五氯酚不易被氧化,也难于水解,是具有强持久性和难降解性的环境污染物。环境监测表明五氯酚广泛存在于多种介质中,如水、土壤、沉积物等,特别是在水环境。五氯酚具有较强的致癌、致畸、致突变作用,对生物体的生殖系统影响较大。稀有鮈鯽是中国特有的一种小型鲤科鱼类,被广泛用于水生毒理学的研究,是一种理想的研究内分泌干扰物的模式鱼类。本研究采用半静态水体暴露的实验方法,将成年稀有鮈鲫暴露于不同浓度五氯酚中21天,分别从性激素合成相关基因变化、血浆性激素水平、生长繁殖指标等三方面观察五氯酚对稀有鮈鲫生殖造成何种影响,以研究五氯酚对稀有鮑鲫生殖的内分泌干扰效应。此外,运用cDNA末端快速扩增技术克隆胆固醇合成关键基因HMGR全长cDNA序列,并对该基因进行生物信息学分析,为稀有鮑鲫在鲤科鱼类的分类及进化地位的研究提供分子水平的科学参考。研究内容主要包括以下部分:1.采用Real-time PCR技术检测不同浓度五氯酚(8、16、80、160 μg/L)暴露21天对稀有鮈鲫性激素合成相关基因(HMGR、StAR、3β-HSD、CYP17、CYP19a)表达的影响。具体结果如下:(1)在雄鱼肝脏中,五氯酚可显著诱导StAR和CYP19a的表达,显著抑制HMGR的表达,而3β-HSD呈上升趋势,CYP17呈下降趋势,但均不显著;(2)在雄鱼性腺中,五氯酚可显著抑制HMGR、StAR和CYP17的表达,3β-HSD的变化不明显,CYP19a的表达较紊乱;(3)在雌鱼肝脏中,五氯酚可显著抑制HMGR、StAR、3β-HSD、CYP17和CYP19a的表达;(4)在雌鱼性腺中,五氯酚可显著诱导3β-HSD和CYP17的表达,显著抑制HMGR和CYP19a的表达,而StAR的表达较紊乱。结果表明,五氯酚对稀有鮈鲫性激素合成相关基因的表达具有一定的干扰作用,从基因角度揭示五氯酚对稀有鮈鲫生殖的内分泌干扰作用。2.采用酶联免疫吸附技术(ELISA)测定不同浓度五氯酚(8、16、80、160 μg/L)暴露21天对稀有鮑鲫血浆中性激素(睾酮和雌二醇)水平的影响。具体结果如下:(1)对于雄鱼来说,五氯酚可以显著降低稀有鮈鲫血浆中睾酮(T)的水平,在8μg/L五氯酚暴露时显著提升血浆中雌二醇(E2)的水平,而其他浓度变化不明显;(2)对于雌鱼来说,五氯酚可以降低稀有鮑鲫血浆中睾酮(T)的水平,而显著提升血浆中雌二醇(E2)的水平。结果表明,五氯酚对稀有鮈鲫血浆性激素的动态平衡产生了一定的干扰作用,从激素角度揭示五氯酚对稀有鮈鲫生殖的内分泌干扰作用。3.测定不同浓度五氯酚(8、16、80、160 μg/L)暴露21天对稀有鮈鲫体长、体重、生长因子、肝脏指数、性腺指数及产卵量的影响。具体结果如下:(1)五氯酚能够显著降低稀有鮈鲫的产卵量;(2)五氯酚对稀有鮑鲫体长、体重及生长因子的影响不显著;(3)五氯酚对稀有鮑鲫的肝脏指数和性腺指数有一定影响,但均不显著。结果表明,五氯酚严重影响稀有鮑鲫的正常产卵,但对其生长影响不大,从生长繁殖角度揭示五氯酚对稀有鮑鲫生殖的内分泌干扰作用。4.采用cDNA末端快速扩增技术,从稀有鮑鲫肝脏中首次克隆得到3101 bp的HMGR cDNA 全长,基因命名为GrHMGR(GenBank AccessionNo:KF885724)。GrMGR编码884个氨基酸,系统发育树分析表明,GrHMGR编码的蛋白与其他鱼类来源的HMGR氨基酸序列同源性较高。对GrHMGR的结构区域进行预测发现,其包含一个固醇敏感多肽区和一个HMG-CoA还原酶区,与其他物种相似;对其三维结构预测发现,GrHMGR在空间布局上折叠成“V”形,α-螺旋,β-折叠及无规卷曲等元件贯穿整体结构;对其信号肽预测发现,GrHMGR有信号肽,推测其属于分泌性蛋白;对其跨膜结构域进行预测发现,GrHMGR存在5个跨膜结构域,推测其为一种膜蛋白。GrHMGR的全长克隆及生物信息学分析为稀有鮑鲫在鲤科鱼类的分类及进化地位的研究提供分子水平的科学参考。