發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 19:16

【摘要】：現(xiàn)代化的高密度養(yǎng)殖模式造成過(guò)量的含氮?dú)堭D和排泄物產(chǎn)生,若其產(chǎn)生速度超過(guò)自然菌群的代謝能力,則致使養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽等濃度不斷增加。亞硝酸鹽對(duì)水生生物的明顯的毒性作用,成為現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖中重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)境因素之一。為了研究亞硝酸鹽對(duì)魚類甲狀腺激素代謝是否存在潛在的干擾效應(yīng),我們以草魚幼魚為實(shí)驗(yàn)材料,研究了亞硝酸鹽暴露對(duì)草魚甲狀腺濾泡組織形態(tài)、血液甲狀腺激素含量、組織脫碘酶活性以及甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)基因表達(dá)的影響。急性暴露實(shí)驗(yàn)將健康草魚(體質(zhì)量為65.8±5.5 g,體長(zhǎng)為13.2±1.2 cm)暴露于0 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、4 mg/L和16 mg/L的亞硝酸鈉水體中,每個(gè)濃度實(shí)驗(yàn)組設(shè)置3個(gè)平行重復(fù),進(jìn)行96 h暴露實(shí)驗(yàn),分別在亞硝酸鹽暴露后的0 h、12 h、24 h、48 h和96 h采集相關(guān)組織進(jìn)行分析。慢性暴露實(shí)驗(yàn)將健康草魚(體質(zhì)量為98.7±12.4 g,體長(zhǎng)為15.26±1.94 cm)暴露于0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L和0.8 mg/L的亞硝酸鈉中,每個(gè)濃度實(shí)驗(yàn)組設(shè)置3個(gè)平行重復(fù),實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為48 d,分別在亞硝酸鹽暴露后的0 d、12 d、24 d、36 d和48 d采集相關(guān)組織進(jìn)行分析。主要研究結(jié)果如下:(1)急性高濃度亞硝酸鹽能造成草魚死亡,但對(duì)照組和低劑量組(0.5 mg/L和1 mg/L)無(wú)魚死亡;暴露于4 mg/L和16 mg/L亞硝酸鹽96 h后,草魚的死亡率分別為4.76和9.52%。而慢性較低劑量的亞硝酸鹽暴露試驗(yàn)中,則無(wú)草魚死亡現(xiàn)象。(2)亞硝酸暴露能引起草魚甲狀腺濾泡的組織形態(tài)學(xué)改變。在急性暴露試驗(yàn)中,對(duì)照組暴露96 h后,其甲狀腺濾泡呈現(xiàn)出圓形或橢圓形,濾泡由單層的上皮細(xì)胞構(gòu)成,膠質(zhì)充斥著濾泡且無(wú)損耗現(xiàn)象。16 mg/L實(shí)驗(yàn)組暴露96 h后,甲狀腺濾泡內(nèi)膠體的體積明顯減小,濾泡內(nèi)邊緣有大量空泡。在慢性暴露試驗(yàn)中,各實(shí)驗(yàn)組暴露48 d后,甲狀腺濾泡的上皮細(xì)胞均發(fā)生不同程度的增生,但長(zhǎng)期暴露在0.8 mg/L亞硝酸鈉中的草魚甲狀腺濾泡內(nèi)邊緣出現(xiàn)少量空泡。(3)亞硝酸鹽能影響草魚促甲狀腺激素(TSH)水平。在急性暴露試驗(yàn)中,血清TSH水平隨著亞硝酸鹽暴露濃度的上升而顯著降低,最大減幅出現(xiàn)在暴露48 h后;在慢性暴露試驗(yàn)中,血清TSH水平顯著升高,最大增幅出現(xiàn)在暴露36 d后。(4)亞硝酸鹽能影響草魚甲狀腺激素(THs)水平。在急性暴露試驗(yàn)中,0.5 mg/L、1 mg/L實(shí)驗(yàn)組的甲狀腺素(T_4)水平升高,而4 mg/L、16 mg/L實(shí)驗(yàn)組的T_4水平降低;急性亞硝酸鹽暴露會(huì)引起游離甲狀腺素(FT_4)、三碘甲腺原氨酸(T_3)、游離三碘甲腺原氨酸(FT_3)水平顯著下降,反三碘甲狀腺原氨酸(rT_3)水平顯著上升,T_3/T_4值顯著降低。在慢性暴露試驗(yàn)中,T_4、FT_4、T_3、FT_3水平和T_3/T_4值顯著降低;rT_3水平在0.8 mg/L實(shí)驗(yàn)組暴露24 d、96 d后顯著下降并在0.2 mg/L、0.4 mg/L實(shí)驗(yàn)組暴露36 d后顯著升高。(5)亞硝酸鹽能影響草魚脫碘酶(IDs)活性。在急性暴露試驗(yàn)中,I型脫碘酶(ID1)的活性隨著亞硝酸鹽暴露濃度的上升而顯著增強(qiáng),呈現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)。Ⅱ型脫碘酶(ID2)活性減弱,ID2的活性在暴露的前24 h顯著降低,當(dāng)暴露時(shí)間超過(guò)48 h,ID2的活性恢復(fù)。Ⅲ型脫碘酶(ID3)活性增強(qiáng),ID3的活性隨著暴露濃度的上升呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。在慢性暴露試驗(yàn)中,ID1的活性增強(qiáng),在各時(shí)間點(diǎn)的0.8 mg/L實(shí)驗(yàn)組均顯著增強(qiáng)。ID2的活性改變,亞硝酸鹽暴露24 d后,ID2的活性在0.6 mg/L實(shí)驗(yàn)組顯著增強(qiáng);亞硝酸鹽暴露36 d、48 d后,ID2的活性在0.2 mg/L實(shí)驗(yàn)組顯著減弱。ID3的活性增強(qiáng),亞硝酸鹽暴露12 d后,ID3的活性在0.2、0.4 mg/L實(shí)驗(yàn)組顯著增強(qiáng);亞硝酸鹽暴露24 d、36 d、48 d后,ID3的活性在0.8 mg/L實(shí)驗(yàn)組均顯著增強(qiáng)。(6)亞硝酸鹽能影響草魚甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)基因表達(dá)。在急性暴露試驗(yàn)中,促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素基因(crh)、促甲狀腺激素基因(tshβ)、Ⅱ型脫碘酶基因(id2)的表達(dá)水平顯著下調(diào);I型脫碘酶基因(id1)的表達(dá)水平顯著上調(diào);在暴露的前48 h,Ⅲ型脫碘酶基因(id3)的表達(dá)水平顯著下調(diào),暴露96 h后,id3的表達(dá)水平顯著上調(diào);在暴露的前24 h,轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因(ttr)的表達(dá)水平顯著上調(diào);在暴露的前48 h,甲狀腺激素受體-α基因(tr-α)的表達(dá)水平顯著上調(diào),暴露96 h后,則顯著下調(diào);在暴露的前24 h,甲狀腺激素受體-β基因(tr-β)的表達(dá)水平顯著上調(diào),暴露48 h后,tr-β的表達(dá)水平顯著下調(diào)。在慢性暴露試驗(yàn)中,id1、id2、tshβ的表達(dá)水平顯著上調(diào),最大增幅出現(xiàn)在暴露24 d后;crh、ttr、tr-α的表達(dá)水平顯著上調(diào),最大增幅出現(xiàn)在暴露36 d后;id3的表達(dá)水平顯著上調(diào),最大增幅出現(xiàn)在暴露48 d后;tr-β的表達(dá)水平在暴露前的36 d顯著下調(diào),暴露48 d后顯著上調(diào)。亞硝酸鹽暴露能改變草魚甲狀腺濾泡的形態(tài)、血清中TSH和THs的水平、IDs的活性、甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)相關(guān)基因的表達(dá),擾亂甲狀腺激素代謝的平衡。
【圖文】：

硝酸鹽概論1 亞硝酸鹽在水體的產(chǎn)生亞硝酸鹽是一種廣泛存在于生態(tài)環(huán)境中的含氮化合物，自然界中的亞硝化單itrosomonas）先將氨氧化為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽進(jìn)一步被硝化桿菌（Nitrobacte為硝酸鹽（Kroupova et al 2005）。伴隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展，建立起了高密度化養(yǎng)殖模式，升高了亞硝酸鹽在養(yǎng)殖水體中的濃度（Levine et al 2000）。在塘中，由于高密度養(yǎng)殖，投喂的商業(yè)飼料中蛋白含量較高，導(dǎo)致含氮?dú)堭D和不斷沉積，當(dāng)其累積速度超越養(yǎng)殖水體自然菌群的代謝能力，亞硝酸鹽在養(yǎng)中不斷累積（李波等 2009）。因此，亞硝酸鹽成為養(yǎng)殖水體中的主要污染物水生生物具有潛在毒性，是現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖中的焦點(diǎn)（高明輝等 2008）。養(yǎng)殖，亞硝酸鹽的產(chǎn)生方式如圖 1-1。

圖 1-2 IDs 對(duì)甲狀腺激素的催化轉(zhuǎn)化Fig. 1-2 IDs catalyze the conversion of thyroid hormone環(huán)境污染物對(duì)魚類甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響隨著人類社會(huì)的發(fā)展，許多未經(jīng)處理的污水排放入自然環(huán)境，造成自然水有各種化合物，包括過(guò)量的人工合成的鹵化物、無(wú)機(jī)物和磷酸化的烴類等染物往往具有干擾生物甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)的潛在毒性，，被稱為甲狀腺干yroid-disrupting chemicals, TDCs）（Brown et al 2004）。TDCs 從以下方面狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)，包括干擾 HPT 軸的激素分泌、干擾 THs 的合成、干擾運(yùn)、干擾 THs 在外周組織中的轉(zhuǎn)化與代謝和干擾 TRs 的結(jié)合與表達(dá)等多Leatherland 2000）。因?yàn)?THs 對(duì)魚類生理的具有關(guān)鍵作用，若甲狀腺內(nèi)分到干擾，則會(huì)對(duì)魚類的健康造成不利的影響。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52;X503.225

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本文編號(hào)：2676470