多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)作为一类典型的持久性有机污染物,具有致癌、致畸和致突变性,为了研究多环芳烃对水生动物的毒性效应和毒性作用机制,本研究选择了典型的多环芳烃-菲作为研究对象,我国重要的经济水产动物中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)作为实验动物,从个体、生理生化酶、分子等多个层次开展了研究。1.菲对中华绒螯蟹急性毒性的研究采用半静态实验法,探讨菲对中华绒螯蟹的急性毒性效应,实验设5个菲浓度梯度(1.00、1.63、2.65、4.31和7.00 mg·L-1),研究了菲对中华绒螯蟹的96 h急性致死效应,同时检测了较低浓度菲(1.00、1.63、2.65和4.31 mg·L-1)胁迫96 h后中华绒螯蟹肝胰腺和鳃中过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和超氧化物歧化酶(SOD)的活力,及丙二醛(MDA)含量的变化。结果显示,菲对中华绒螯蟹的24、48和96 h半致死浓度(LC50)分别为16.7、2.96和2.14mg·L-1,安全浓度为0.214 mg.L-1；不同浓度菲胁迫均显著诱导肝胰腺和鳃组织中CAT活力,在肝胰腺中有显著的剂量-效应。表明,菲对中华绒螯蟹具有高毒性,高浓度菲暴露能引起中华绒螯蟹机体脂质过氧化等氧化损伤及急性致死效应；同时,中华绒螯蟹对低浓度菲胁迫具有一定的适应性响应,其通过诱导机体CAT、SOD和GST活力来降低菲胁迫对机体的危害；其中鳃和肝胰腺中CAT活力以及肝胰腺GST活力对菲胁迫反应灵敏,可用作高浓度菲污染水体监测的生物标志物。2.菲亚急性胁迫对中华绒螯蟹抗氧化酶系统活力的影响为了探究低于安全浓度的菲亚急性胁迫下,中华绒螯蟹机体脂质过氧化状况,及抗氧化酶系统对菲暴露的响应。实验设置4个菲浓度梯度(50、100、150和200μg·L-1),检测了菲对中华绒螯蟹胁迫28 d过程中,其肝胰腺和鳃中CAT、SOD、GST和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活力及MDA含量的变化规律。结果表明,在菲的亚急性胁迫下,中华绒螯蟹机体内的CAT、GPx、SOD、GST活力和MDA含量在同一组织中表现出不同的灵敏性,在不同组织中敏感程度也不同。其中CAT、GST、GPx和SOD活力在肝胰腺中比在鳃中呈现更高的灵敏性,但肝胰腺和鳃中GST的灵敏性均不及其他三者；肝胰腺中GPx活力随SOD、CAT活力升高而升高的同时,还表现出了较好的时间、浓度效应,可作为中华绒螯蟹短期暴露于有机污染物菲的生物标志物；此外,中华绒螯蟹于菲安全浓度范围内暴露,尽管初期MDA含量有显著的升高,但随着CAT、GPx、SOD和GST活力的上升其机体内产生的活性氧自由基本得到了有效清除,从而使得MDA含量下降,并最终趋于稳定,即使在MDA含量居于较高值时,这种氧化损伤也未影响到机体抗氧化能力,说明生物体对安全浓度以下的菲暴露具有很好的适应能力。3.菲对中华绒螯蟹解毒酶基因表达和酶活力的影响为探究菲胁迫对中华绒螯蟹解毒酶基因表达和酶活力的影响,本研究先克隆得到中华绒螯蟹中与菲代谢相关的基因P450片段,长度为816 bp,经BLAST分析,发现克隆所得基因片段应为P450第4家族成员(CYP4)。为了进一步探究该基因在菲解毒代谢过程中的作用,通过将中华绒螯蟹于200μg·L-1菲溶液中暴露21 d再清除7 d的方法,检测了该过程中中华绒螯蟹肝胰腺中CYP4基因和肝胰腺中Ⅱ相酶GST基因表达量的变化规律；同时,分析了中华绒螯蟹肝胰腺、肌肉和鳃组织中Ⅰ相代谢酶EROD(7-乙氧基异吩恶唑脱乙基酶)和]I相代谢酶GST活力的变化规律。结果表明,低浓度菲胁迫下,中华绒螯蟹能通过调节体内与菲代谢转化相关的基因CYP4和GST的表达,进而诱导解毒代谢酶EROD和GST的活力,有效应对菲胁迫引起的机体氧化应激和蓄积毒性,中华绒螯蟹对菲有较强的解毒代谢能力。4.菲在中华绒螯蟹体内蓄积及消除规律的研究为探究菲在中华绒螯蟹肝胰腺及肌肉组织中的蓄积和清除规律,及蟹体内影响该过程的主要生化酶,采用半静态实验法,将中华绒螯暴露于200 μg·L-1菲溶液中21天后部分清除7天,期间取肝胰腺和肌肉测定菲含量,同时检测了肝胰腺和鳃中MDA含量、SOD、CAT、GPx和GST活力。结果发现：菲含量在肝胰腺中较在肌肉中更快达到最高值,并且在菲暴露末期和清除期肝胰腺中菲含量均恢复至暴露前水平；而肌肉中菲含量却在达到最高值后经小幅下降,在菲暴露末期维持在一较高水平。同时,菲暴露下,CAT、GPx、SOD和GST活力均被诱导,机体的氧化防御能力增强,使氧化损伤程度维持在可恢复的范围之内,说明蟹类对低浓度菲胁迫具有适应性响应。通过机体内菲含量及各生化酶问的相关性分析发现,在肝胰腺中,菲含量变化并未与某一种酶间存在显著的相关关系,推测认为机体内菲含量变化可能同时与多种生化酶间存在交互作用；但肝胰腺和鳃中MDA含量与GPx活力均显著相关(P<0.05),说明在中华绒螯蟹中可能存在由脂质过氧化产物调控的抗氧化途径；鳃中SOD活力与CAT活力、GPx活力均显著正相关,说明在脊椎动物中发现的受氧自由基影响的抗氧化途径同样存在于无脊椎动物中华绒螯蟹中；此外,在肌肉中GST活力与菲含量、EROD活力显著正相关,说明在中华绒螯蟹中可能也存在由EROD酶和GST酶共同参与的外源性有机污染物的代谢解毒途径,并且在一定程度上,菲含量的上升诱导代谢转化能力的增强。