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镉(Cadmium)作为一种常见的环境污染物,可以通过化石燃料燃烧、钢铁铸造、生活垃圾焚烧、磷肥、水泥及有色金属生产和其他工业生产等途径进入环境。近年来,一种新型含镉物质-镉系量子点被大量用于生命科学和医学领域方面的研究,因此环境中释放的镉越多,对环境的污染越严重。而水体污染是镉在环境中释放和迁移转化的重要途径。大型溞(Daphnia magna)为一种常见的枝角类,具有分布广泛,适应性强,繁殖周期短、繁殖率高的特点,对水体中化学物质的变化非常敏感,是用于开展水生毒理学研究的国际公认的标准试验生物之一,是检测水质污染程度以及监测水体污染的良好材料。为了探究镉对大型溞摄食、生长繁殖的影响及机制,本论文的实验设置了3个镉浓度组(0.01、0.05和0.09 mg/L)和1个空白对照,2个处理时间(24h、48h)。采用急性毒理实验,研究了镉处理对大型溞摄食率与滤水率、镉的蓄积量、总抗氧化能力(T-AOC)、脂质过氧化水平(MDA)含量以及乙酰胆碱酯酶(AChE)活性、一氧化氮合酶(NOS)活性和一氧化氮(NO)含量的影响。采用21天慢性毒理实验,测定了镉胁迫对大型溞的存活率、蜕皮次数、内禀增长率、主要生殖参数和体长。此外,采用高效液相色谱法(HPLC)测定了大型溞体内的ATP、ADP、AMP含量;研究了ATP/ADP比值、ATP/AMP比值、腺苷酸总量(TAN)和能荷(EC)的变化;同时测定了镉胁迫对大型溞体内精氨酸激酶(AK)活性的影响。实验结果显示:(1)大型溞摄食率和滤水率均随着镉浓度的增加而逐渐降低,当镉浓度为0.09mg/L,处理48h时,摄食率和滤水率均显著或极显著低于对照组(P<0.05,P<0.01),且摄食率与对照组相比降低了43.89%;镉在大型溞体内的蓄积随镉处理浓度的增加而逐渐升高,呈浓度-剂量效应;T-AOC和MDA含量随着镉浓度的增加而升高,镉浓度0.09 mg/L时,T-AOC和MDA含量与对照组相比有显著性差异(P<0.05),且T-AOC与摄食率之间呈负相关性,相关系数R~2分别为0.9521、0.9389;AChE活性随着镉浓度的增加而降低,镉浓度为0.05、0.09 mg/L时AChE活性显著低于对照组(P<0.05);大型溞体内NO含量和NOS活性的变化趋势一致,均随着镉浓度的升高而升高;镉浓度0.05、0.09 mg/L时,NOS活性较对照组有极显著或显著性差异(P<0.01,P<0.05)。(2)镉处理后大型溞的存活率,体长,蜕皮次数随着镉浓度的增加呈现下降趋势。大型溞的内禀增长率,净生殖率,繁殖总量均随着镉浓度的升高而降低;繁殖前期、繁殖间期、第二次繁殖时间也延长;而世代平均时间与对照组相比无显著性差异。(3)随着镉浓度的升高,大型溞体内ATP含量呈现降低趋势。镉浓度0.09 mg/L时,ATP含量明显低于对照组(P<0.01);ADP含量和TAN呈现先升后降低趋势,镉处理24h浓度0.01 mg/L时,ADP和TAN含量极显著高于对照组(P<0.01),镉处理48h,浓度0.05 mg/L时,ADP和TAN含量极显著高于对照组(P<0.01);且浓度0.09 mg/L时,ADP含量和TAN均极显著低于对照组(P<0.01);AMP含量总体呈现升高趋势,镉处理24h时,浓度0.01、0.05 mg/L时,大型溞体内AMP含量均极显著高于对照组(P<0.01)。镉处理48h时,各浓度组的AMP含量均极显著高于对照组(P<0.01);EC、ATP/ADP和ATP/AMP比值及AK活性呈现降低的趋势。各处理组中ATP/ADP和ATP/AMP比值均显著或极显著低于对照组(P<0.05或P<0.01)。小结:镉在大型溞体内的蓄积不仅造成了机体的氧化损伤,而且引起了神经系统传导功能的异常,造成了大型溞摄食能力降低。同时也干扰大型溞体内能量代谢,最终导致大型溞的蜕皮、生长和繁殖均受到严重影响。