Cr6+慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎和蝌蚪的毒理效应研究

论文摘要

六价铬(Cr6+)是一种有毒的重金属,其易于穿透生物膜并对机体造成氧化损伤。近些年,大量的人为活动,如电镀、制造业和铬铁冶炼,导致水环境中Cr6+浓度的显著增加,对水生生物的健康存在潜在威胁。中华大蟾蜍（Bufo gargarizans）胚胎和幼体对水环境污染物极为敏感,是研究环境污染物毒理效应的理想材料。本研究以中华大蟾蜍为试验对象,研究了Cr6+慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎和幼体的毒理效应,旨在为评估Cr6+污染对水生生态环境风险提供科学依据。具体研究内容和结果如下:1.Cr6+慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎生长发育和脂代谢的影响。对中华大蟾蜍G2期胚胎进行0、13、52、104、208和416μg Cr6+L-1的慢性水体暴露至胚胎发育阶段结束。分析了Cr6+暴露对中华大蟾蜍胚胎全长、体重和发育的影响,并通过RT-qPCR分析了Cr6+暴露对甲状腺激素相关基因、氧化应激相关基因和脂代谢相关基因表达水平的影响。结果表明:Cr6+暴露可抑制中华大蟾蜍胚胎生长发育并呈时间依赖效应。暴露4 d时,416μg Cr6+L-1处理组胚胎全长、体重和发育分期受到显著抑制;暴露6 d时,104、208和416μg Cr6+L-1处理组胚胎全长、体重和发育分期均受到显著抑制。各Cr6+处理组均可观察到胚胎畸形,主要特征为:轴弯曲、卵黄囊水肿和破裂、表面组织增生、发育迟缓、尾巴弯曲和鳍弯曲。RT-qPCR结果表明,416μg Cr6+L-1处理组中,TRβ和D2基因表达下调,而D3基因表达上调;52、208和416μg Cr6+L-1处理组中,SOD和GPx基因表达上调,而HSP90基因表达下调;208和416μg Cr6+L-1处理组中,FAE和ACC基因表达均下调,此外,416μg Cr6+L-1处理组中,ACOX、CPT和SCP基因表达亦下调。2.Cr6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育、甲状腺和骨骼发育的影响。对中华大蟾蜍G2期胚胎进行0、13、52、104、208和416μg Cr6+L-1的慢性水体暴露至变态完成期（G46）。分析Cr6+暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育指标的影响,并分析Cr6+暴露对G32、G38和G42期蝌蚪甲状腺组织结构以及对G42和G46期蝌蚪骨骼发育的的影响。结果表明:暴露30 d时,104、208和416μg Cr6+L-1处理组蝌蚪的全长、体重和发育分期受到显著抑制;各浓度Cr6+慢性暴露均导致蝌蚪变态率的下降,且104,、208和416μg Cr6+L-1暴露处理导致G42和G46期蝌蚪的全长、体长、体重和后肢长的显著下降。组织学分析结果表明,416μg Cr6+L-1暴露可导致甲状腺组织滤泡细胞增生和胶质减少。此外,104、208和416μg Cr6+L-1处理组G42和G46期蝌蚪的骨骼骨化受到抑制。3.Cr6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪肝脏组织结构、脂代谢和脂肪酸组成的影响。对中华大蟾蜍G2期胚胎进行0、13、52、104、208和416μg Cr6+L-1的慢性水体暴露至变态高峰期（G42）。分析了Cr6+暴露对肝组织结构及脂质代谢和脂肪酸组成的影响。组织学分析结果表明,416μg Cr6+L-1慢性暴露导致蝌蚪肝脏组织中细胞核固缩,黑色素巨噬细胞增多以及脂滴聚集。RT-qPCR结果表明,416μg Cr6+L-1处理组中,SCD、MECR、TECR、ELOVL1、ACOT1、PPT1、HADH和ACAA2基因表达均下调;13、52、104、208和416μg Cr6+L-1处理组中,ECHS1,HADHA和ACAA1基因表达上调。原位杂交结果表明,BSEP基因主要表达于肝细胞核和肝细胞膜,而HSD17B12基因主要表达于肝细胞膜,经416μg Cr6+L-1暴露处理可导致HSD17B12基因在肝细胞膜的表达降低。此外,52、104和416μg Cr6+L-1慢性暴露导致G42期蝌蚪中单不饱和脂肪酸（MUFAs）含量降低,而多不饱和脂肪酸（PUFAs）含量增加。

论文目录

摘要

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第一章绪论

1.1 水环境重金属污染现状

1.2 水环境铬的来源及污染现状

1.2.1 铬的理化性质及来源

1.2.2 水环境中铬的污染现状

6+对水生生物的毒理效应'> 1.3 水环境中Cr⁶⁺对水生生物的毒理效应

6+对水生生物早期发育的影响'> 1.3.1 Cr⁶⁺对水生生物早期发育的影响

6+对水生生物行为及生长发育的影响'> 1.3.2 Cr⁶⁺对水生生物行为及生长发育的影响

6+对水生生物组织病理学的影响'> 1.3.3 Cr⁶⁺对水生生物组织病理学的影响

6+对水生生物抗氧化系统的影响'> 1.3.4 Cr⁶⁺对水生生物抗氧化系统的影响

6+对水生机体的脂代谢功能的影响'> 1.3.5 Cr⁶⁺对水生机体的脂代谢功能的影响

1.4 两栖类的生存现状及其在水环境污染监测中的作用

1.4.1 两栖类的生存现状

1.4.2 两栖类在水环境污染生物监测中的作用

1.5 本研究的内容及意义

6+对中华大蟾蜍胚胎生长发育的影响'>第二章 Cr⁶⁺对中华大蟾蜍胚胎生长发育的影响

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 试验材料

2.2.2 慢性毒性试验

2.2.3 扫描电子显微镜观察

2.2.4 RT-qPCR分析

2.2.5 统计分析

2.3 结果

6+慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎畸形的影响'> 2.3.1 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎畸形的影响

6+慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎生长发育的影响'> 2.3.2 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎生长发育的影响

6+慢性暴露对胚胎甲状腺相关基因表达水平的影响'> 2.3.3 Cr⁶⁺慢性暴露对胚胎甲状腺相关基因表达水平的影响

6+慢性暴露对胚胎氧化应激相关基因表达水平的影响'> 2.3.4 Cr⁶⁺慢性暴露对胚胎氧化应激相关基因表达水平的影响

6+慢性暴露对胚胎脂代谢相关基因表达水平的影响'> 2.3.5 Cr⁶⁺慢性暴露对胚胎脂代谢相关基因表达水平的影响

2.4 讨论

6+对中华大蟾蜍蝌蚪甲状腺和骨骼发育的影响'>第三章 Cr⁶⁺对中华大蟾蜍蝌蚪甲状腺和骨骼发育的影响

3.1 前言

3.2 实验方法与材料

3.2.1 试验材料

3.2.2 慢性毒性试验

3.2.3 甲状腺组织结构分析

3.2.4 骨骼染色

3.2.5 统计分析

3.3 结果

6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育的影响'> 3.3.1 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育的影响

6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪甲状腺组织结构的影响'> 3.3.2 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪甲状腺组织结构的影响

6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪变态率的影响'> 3.3.3 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪变态率的影响

6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪骨骼发育的影响'> 3.3.4 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪骨骼发育的影响

3.4 讨论

6+慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪脂代谢的影响'>第四章 Cr⁶⁺慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪脂代谢的影响

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 试验材料

4.2.2 慢性毒性试验

4.2.3 肝组织病理学分析

4.2.4 RT-qPCR分析

4.2.5 肝脏原位包埋杂交

4.2.6 脂肪酸的提取和GC-MS分析

4.2.7 统计分析

4.3 结果

6+慢性暴露对蝌蚪肝脏的组织结构的影响'> 4.3.1 Cr⁶⁺慢性暴露对蝌蚪肝脏的组织结构的影响

6+慢性暴露对脂质合成相关基因表达水平的影响'> 4.3.2 Cr⁶⁺慢性暴露对脂质合成相关基因表达水平的影响

6+慢性暴露对脂质β-氧化相关基因表达水平的影响'> 4.3.3 Cr⁶⁺慢性暴露对脂质β-氧化相关基因表达水平的影响

6+慢性暴露对BSEP和 HSD17B12 基因表达及分布的影响'> 4.3.4 Cr⁶⁺慢性暴露对BSEP和 HSD17B12 基因表达及分布的影响

6+慢性暴露对脂肪酸的组成及含量的影响'> 4.3.5 Cr⁶⁺慢性暴露对脂肪酸的组成及含量的影响

4.4 讨论

结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李艳斌

导师: 柴丽红

关键词: 中华大蟾蜍,生长发育,甲状腺,氧化应激,脂代谢

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 长安大学

分类号: X171.5

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Cr6+慢性暴露对中华大蟾蜍胚胎和蝌蚪的毒理效应研究

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