菲律宾蛤仔(Venerupis philippinarum)在硫丹胁迫下毒性效应与分子生物标志物的研究

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硫丹(Endosulfan)作为一种持久性有机氯化合物,已经被世界上很多环境保护组织列为剧毒物之一。本研究选择重要经济贝类菲律宾蛤仔(Venerupisphilippinarum)作为研究对象,分别从酶学水平和分子水平研究了硫丹对菲律宾蛤仔的急性毒性和亚慢性毒性效应,构建了硫丹胁迫下的菲律宾蛤仔的cDNA消减文库,筛选、鉴定了差异表达基因,为硫丹的毒性效应研究尤其是对水生无脊椎动物的毒性研究提供参考,为海洋环境中硫丹污染的生物监测提供依据,丰富了海洋双壳贝类的基因库;同时,对于保障贝类健康养殖和海产品食品安全也具有重要的现实意义。1硫丹对菲律宾蛤仔毒性效应的研究本文研究了硫丹对菲律宾蛤仔(Venerupis philippinarum)的毒性作用,实验选取菲律宾蛤仔幼贝、成贝壳高分别为(1.00.15) cm、(4.6±0.2)cm。设置一系列浓度梯度:0.1、1、10、100μg/L,在实验时间内各处理组同一染毒时间随着染毒浓度的增加或染毒时间的延长,菲律宾蛤仔成贝和幼贝存活状况良好,均无死亡。硫丹处理浓度随后增加到硫丹最大溶解度(0.99mg/L)进行同样实验,菲律宾蛤仔成贝和幼贝仍无死亡,硫丹对菲律宾蛤仔未产生明显的急性毒性效应。另外,设置0.005、0.05和0.5μg/L的硫丹染毒浓度对菲律宾蛤仔的亚慢性毒性进行研究发现,不同浓度硫丹(0.005、0.05和0.5μg/L)对菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊组织解毒代谢酶酶活性、抗氧化指标和DNA损伤水平均发生显著影响,且具有明显的时间-剂量效应关系,对照组无明显变化。在0.05μg/L和0.5μg/L硫丹处理组暴露1d后,菲律宾蛤仔消化盲囊组织中EROD活力即出现明显增加且与对照组相比差异显著(P<0.05或P<0.01),并且随着染毒时间的延长,EROD活力持续增加,然而鳃组织中EROD活力变化与对照组相比差异不显著;两组织GST活力、GSH含量和LPO水平在各硫丹处理组均被显著诱导(P<0.05),且在一定染毒时间内呈峰值变化;与对照组相比,两组织中SOD活力在低浓度处理组首先被诱导,随后降低并逐渐恢复至对照组水平(P>0.05),但在0.05μg/L和0.5μg/L处理组均被显著抑制,且在一定染毒时间内呈峰值变化;两组织中0.005μg/L硫丹处理组F值(DNA损伤水平)在3d内呈峰值变化,于3d达到最小值,并于3d后逐渐恢复至对照组水平(P>0.05),在0.05μg/L和0.5μg/L处理组,两组织的F值在染毒1d时就显著减小(P<0.05),随着染毒时间的延长慢慢升高,但仍显著低于对照组水平(P<0.05),鳃丝和消化盲囊组织中F值表现出相似的变化趋势。由此可见,硫丹对菲律宾蛤仔虽没有明显的急性毒性作用,但组织解毒代谢酶活力、抗氧化指标变化和DNA损伤水平与硫丹浓度表现出明显的时间-剂量效应关系,而且相关性分析可知,菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊组织GST活力、SOD活力、LPO水平以及DNA损伤水平与硫丹染毒浓度呈线性相关性,可作为硫丹海洋污染监测的潜在生物标志物。2菲律宾蛤仔在硫丹胁迫下差异基因的筛选与表达分析本研究采用抑制性消减杂交技术(SSH)分别成功构建了1d和10d硫丹胁迫下(0.5μg/L)菲律宾蛤仔正、反向cDNA消减文库,测序分析结果显示,1d正、反向消减文库中分别含有56种和50种Unigene与GenBank中的己知功能序列具有较高的同源性(E<0.1);10d正、反向cDNA文库中分别有40种和72种Unigene与GenBank中的己知功能序列具有较高的同源性(E<0.1)。对EST序列进行功能注释分类结果表明,这些差异表达基因主要与以下功能相关:转录及转录后修饰、翻译、能量产生和转换、外源物质解毒、机体免疫、机体代谢等,还有一些其它未分类基因。ESTs序列信息均已提交至Genbank数据库,cDNA消减文库编号为LIBEST027859,部分基因的GenBank序列号为JK845831-JK845901。对差异表达基因在不同浓度硫丹(0.05和0.5μg/L)胁迫下的荧光定量实验结果显示,CathepsinL2、Amine sulfotransferase(SULT)、AChE和Hydroxysteroid (17-beta) dehydrogenase等基因的表达水平与硫丹浓度有一定的时间-剂量效应关系,可作为硫丹污染监测的潜在分子生物标志物。
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