论文部分内容阅读
近年来由于农药的滥用,环境中农药残留越来越多,长期接触环境中的残留农药会引发生物体怎样的生理变化、如何对环境中残留的微量农药进行有效检测?这些是现在科学家们非常关心的问题之一。家蚕由于长期的人工环境饲养,其抗性品质已经大大退化,对各种污染物非常敏感。本研究利用家蚕对农药的敏感性,检测家蚕在微量有机磷农药胁迫下的生理变化,探究其是否可以作为环境农药残留监测的生物标志物载体。实验以5龄家蚕为材料,用微量(0.05mg/L)有机磷农药辛硫磷对家蚕连续饲喂染毒桑叶直到其上蔟。调查统计了家蚕的生长发育情况、主要经济性状指标的变化；测定了中肠、脂肪体和血液中CarE、ACP和AKP三种酶的酶活性；分析了血液中生命元素含量的变化；同时还用含0.05mg/L辛硫磷的血清培养家蚕BmN细胞,通过显微观察和单细胞凝胶电泳检测了微量农药对家蚕BmN细胞损伤情况。通过这些研究主要得到以下结果：1、连续饲喂0.05mg/L浓度辛硫磷对雌雄家蚕个体体重增长影响不大,与对照组相比,雌蚕P=0.547>0.05,雄蚕P=-0.633>0.05,都不存在显著性差异。调查统计家蚕上蔟率、结茧率,处理组雌雄家蚕上蔟率、结茧率均下降,与对照组相比P<0.01,存在极显著性差异,但是其他经济性状指标经t检验P>0.05,与对照组之间不存在显著性差异。微量浓度辛硫磷添食对家蚕上蔟、结茧造成了显著影响,说明这一浓度影响家蚕正常的生理功能,可以用于后续实验。2、在0.05mg/L浓度辛硫磷的胁迫下,家蚕中肠、脂肪体和血液中CarE、ACP和AKP三种酶的酶活性变化是不相同的。雌雄蚕三种组织的CarE酶活性都受到抑制,雌蚕在添毒1d、3d受到显著抑制,雄蚕从添毒1-7d都受到显著抑制；三种组织中的ACP酶活性也均受到抑制,5龄后期中肠的ACP酶活性抑制效应显著,雌蚕脂肪体ACP酶活性抑制作用呈极显著水平；微量辛硫磷处理后,三种组织中的AKP酶活性均有提高,其中脂肪体及血液的酶活性与对照相比有极显著和显著差异。综合比较,CarE可以作为候选的环境农药残留检测的生物标志物。3、0.05mg/L辛硫磷连续添食后,家蚕血液中大量元素中的K、Mg含量比对照组升高,Na、Ca含量比对照组降低,其中K含量升高最显著,分别为21.2%(雌)和18.3%(雄)；微量元素中Fe、Cu含量升高,Mn、Zn含量降低,其中Cu、 Mn、Zn变化有显著性差异,Cu升高15.3%(雌)和19.0%(雄),Mn降低23.0%(雌)和32.4%(雄),Zn降低23.5%(雌)和41.3%(雄)。综合分析,家蚕血液中的K、Cu、Mn和Zn等生命元素也可以作为有机磷农药残留监测的候选生物标志物,但是其生理功能还需要进一步研究。4、显微观察培养的细胞可以看出,用含有0.05mg/L辛硫磷的血清培养家蚕细胞24h后基本上都已经凋亡。通过CAPS软件对单细胞凝胶电泳图片分析可以看出,处理组家蚕BmN细胞有高达95.34%出现拖尾现象,对照组1和2分别只有6.28%和6.63%出现拖尾现象,说明微量辛硫磷会对细胞DNA造成严重损伤。利用家蚕BmN细胞对农药的敏感性也可以作为候选生物标志物来监测环境中微量农药残留。5、本实验所采用辛硫磷的浓度为0.05mg/L,此浓度是《农药残留量国家标准》对辛硫磷残留允许的最大浓度。在此浓度的胁迫下,5龄家蚕体内中肠、脂肪体和血液中CarE、ACP和AKP酶活性、生命元素含量及体外培养细胞的活性相对于对照组都有明显响应。这说明家蚕对有机磷农药是很敏感的,即使受到微量浓度的胁迫,其生理方面都会发生显著变化,这些变化部分可以作为候选的环境农药残留检测的生物标志物。