论文部分内容阅读
铅是自然界分布很广的一种有害元素,其主要以无机盐的形式存在,如氯化铅(PbC12),硫酸铅(PbS04)或硝酸铅(Pb(N03)2)。在日常生活中铅及其化合物被广泛应用于工农业生产中,包括用于汽油、油漆、颜料、存储电池、燃料抗爆剂和弹药等。铅也是一种有毒物质,大量使用会污染环境。误食含铅物质或者吸入铅化物,可引起铅中毒,且对机体各系统能造成严重损伤。近年来,随着排入水体污染物的增多,水环境中铅的浓度已远远高于自然界应有的水平。目前经测量,被污染水体中铅的浓度高达3.1 mg/L,这使水生生物暴露于铅化物的机会大大增加。中华大蟾蜍作为水生生态环境重要的生物监测物种之一,其胚胎及幼体对水体重金属污染极为敏感。因此,通过中华大蟾蜍胚胎和幼体的铅暴露试验,研究重金属铅对两栖动物的毒理作用。在本研究中,首先将中华大蟾蜍3期的胚胎暴露于不同浓度铅溶液(10,20,30,40,50,60,70和80 mg/L)96h后,测定半致死浓度(LC50)。其次,中华大蟾蜍胚胎从3期至25期均暴露于不同浓度的铅离子溶液(10,50,100,500,1000和2000μg/L)。最后,中华大蟾蜍幼体从26期至46期持续暴露于不同浓度的铅离子溶液中(10,50,100,500,1000和2000 μg/L)60天。主要研究结果如下:1.对中华大蟾蜍3期的胚胎进行高浓度铅离子(10-80 mg/L)的急性毒性试验,记录中华大蟾蜍胚胎的死亡个数,并通过公式计算半数致死浓度(LC50)和安全浓度(SC)。96小时急性毒性试验后,铅离子对中华大蟾蜍胚胎的LC50和SC分别为 26.6 mg/L 和 266.3 μg/L。2.中华大蟾蜍3期至25期的胚胎暴露于10-2000μg/L铅离子溶液。试验结束后,在500,1000和2000 μg/L实验组中均出现以水肿,体轴弯曲,生长萎缩和组织增生等为主的畸形。此外,扫描电镜显示高浓度铅离子可以造成胚胎表皮细胞增生,角质化等致畸效应。3.采集的3期胚胎暴露于铅离子溶液5天和7天后,结果发现50 μg/L铅离子处理组的发育时期,全长和体重与对照组相比显著升高;但是2000 μg/L铅离子处理组的发育时期,全长和体重显著降低。4.利用实时定量PCR检测22期胚胎中与氧化应激相关基因(HSP,SOD和GPX)及甲状腺系统相关基因(Dio2,Dio3,TRα和TRβ)的表达量。在2000μg/L处理组中,Dio2,TRα和TRβ mRNA的表达量明显下调但Dio3mRNA的表达量明显上调。在50μg/L处理组中,TRα的表达水平明显上调而Dio3mRNA的表达水平明显下调。5.对中华大蟾蜍幼体进行长达60天的铅离子(10-2000 μg/L)慢性毒性试验。慢性试验结束后,只有最高浓度铅离子(2000 μg/L)引起幼体的死亡和畸形。6.收集暴露10天和20天的蝌蚪用于称重、分期和测全长。在当前的研究中,可以看出高浓度铅离子(2000 μg/L)对幼体有显著的生长抑制作用,而50 μg/L铅离子对其生长、发育起促进作用。7.在变态高峰期(42期),10和50μg/L铅离子处理组的变态率上升。2000 μg/L铅离子降低了变态率,并且显著延长了幼体所需的变态时间。此外,高浓度铅离子明显降低了幼体的全长。而50 μg/L铅离子明显促进变态,且增加了全长和后肢长.8.利用组织学方法研究铅对蟾蜍幼体(33期、38期和42期)甲状腺结构的影响。结果显示不同浓度铅离子造成幼体甲状腺不同程度的损伤(如:滤泡中胶质降解,滤泡上皮细胞排列松散不规则)。9.采用双染色法检测42期和46期蟾蜍幼体的骨骼发育状况。结果表明低浓度铅离子(50 μg/L)促进幼体骨骼骨化,高浓度铅离子(1000和2000 μg/L)则迟滞骨骼的发育。10.qRT-PCR技术检测42期幼体肝脏,后肢及尾中Dio2,Dio3,TRα和TRβ基因表达量的变化。经2000 μg/L铅暴露后,三个组织中Dio2,TRα和TRβ mRNA表达量急剧下降而Dio3表达量迅速上升。相反,暴露于50 μg/L Pb Dio2和TRβ的表达水平显著增加,而Dio3的表达水平则明显减少。综上所述,铅对中华大蟾蜍的生长发育造成显著影响。高浓度铅离子引发畸形,迟滞其生长发育及骨骼发育。而低浓度铅离子一定程度上促进了生长发育。我们推测铅离子影响中华大蟾蜍胚胎和幼体生长、发育的毒性效应可能与氧化应激及甲状腺内分泌系统干扰相关。