硒在麦穗鱼中的累积与毒性效应研究

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硒是鱼类等多种生物体的必需微量元素,鱼体中有多种硒蛋白对于维持鱼类的正常生理功能起着重要的作用,然而硒的必需性与毒性之间的界限非常狭窄,稍微高于生理需求量便会对生物体产生毒性影响。随着工业化的迅速发展,硒污染问题日益突出,引发多种水生态系统硒污染问题。水生态系统中的硒主要来源于岩石风化,化石燃料燃烧以及富硒土壤灌溉的农业排水,主要以氧化态的无机阴离子形式存在(如Se(Ⅵ)and Se(Ⅳ))。水体生物可以从水相和食物相吸收硒,水相中的硒可通过水生生态食物链在低营养级生物(藻类和底栖生物)中进行生物累积,转移到高营养级生物中,导致鱼类等捕食者中的硒达到致毒浓度。另外,很多研究表明,食物相暴露途径是鱼类等高营养级生物进行硒累积的主要途径,鉴于Se对于水生生物效应的研究较少,特别是在硒的不同暴露途径下,硒组织累积和毒性效应的数据相对不足,本论文选用本地物种麦穗鱼(Pseudorasbora parva)为研究对象,对Se的累积及毒性效应进行了相关研究。主要包括以下两方面的内容:  1)开展了麦穗鱼水相暴露Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)10,200和1000μg L-128天,硒在麦穗鱼组织中累积及所造成的毒性效应(抗氧化酶水平,谷胱甘肽水平,脂质过氧化水平,组织病理及神经系统)的研究。结果显示,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在麦穗鱼组织中的累积模式不同,Se(Ⅳ)处理组麦穗鱼组织中硒的累积更快。肝组织中硒累积量最高。Se(Ⅳ)暴露组中,鳃和肠组织中的硒累积表现出浓度相关性,与Se(Ⅵ)处理组相比,暴露28天,显著增加173.3%和57.2%。硒在Se(Ⅳ)暴露组中的鱼肌肉中有明显累积。硒在麦穗鱼组织中的累积引起了脂质过氧化物含量,抗氧化酶,谷胱甘肽和乙酰胆碱酯酶的变化。暴露28d以后,两种硒形态暴露情况下,组织中脂质过氧化水平升高。SOD和GSH变化情况呈现倒U形,GST随着硒浓度升高整体呈现下降趋势。硒暴露28天后,导致肌肉组织和脑组织中AChE活性分别升高了约69%和50%。高浓度暴露28d以后,两种硒形态均降低了麦穗鱼肝指数。麦穗鱼肝和鳃组织中出现明显的病理改变(四价硒暴露的鱼病理改变的频率更高)。研究结果表明,Se(Ⅳ)比Se(Ⅵ)具有更高的生物可利用性和毒性。硒暴露导致的脂质过氧化极有可能是因为GSH水平的下降。水相暴露硒在麦穗鱼组织中的累积和毒性影响不能被简单的忽视。考虑到本研究中的暴露时间相对较短,硒污染环境中水相硒的长时间暴露对麦穗鱼的风险可能会更大。  2)开展了麦穗鱼食物相暴露Se(Ⅳ)和SeMe2和20μg L-130天,麦穗鱼对硒的组织累积及毒性效应(抗氧化酶水平,脂质过氧化水平,神经系统及消化系统)的研究。结果显示,Se(Ⅳ)和SeMe对麦穗鱼不同组织中的累积和毒性有影响。食物相暴露SeMe在组织中的累积占主导。SeMe与Se(Ⅳ)相比,具有更高的生物学效应。食物相暴露Se(Ⅳ)和SeMe会导致脂质过氧化,CAT、GST和AChE活性增强,α-Glu活性降低。这些结果表明,低浓度(2μg g-1)SeMe暴露,可能会起到保护脂质过氧化的作用,麦穗鱼会受到食物相环境相关浓度SeMe暴露的影响。考虑到本研究暴露时间相对短,生长在硒污染环境中的麦穗鱼由于食物相暴露硒导致的风险可能会更高。暴露时间和暴露浓度等因素对于硒的有益和毒害作用值得更多的研究。  总而言之,本研究表明麦穗鱼可以从水相和食物相摄取硒。水相暴露途径导致的麦穗鱼硒累积不容忽视。硒在麦穗鱼中的有益作用和不利影响取决于硒在鱼组织中的累积水平。本研究对了解硒在鱼类特别是在麦穗鱼中的累积提供参考,为水生态系统硒的风险评估提供基础资料。
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