重金属铅、铬对泥鳅的组织学损伤与遗传毒性效应

作     者：行文珍 

作者单位：延安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：雷忻

授予年度：2016年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：铅 铬 泥鳅 组织学损伤 遗传毒性效应 

摘      要：近年来,重金属镉、汞、铅、铬等生物毒性显著的重金属污染物对鱼类的毒性效应备受人们关注。重金属不但不能降解反而会通过食物链的生物放大作用大量累积在人体内,造成慢性中毒,严重危害人类健康。目前发现,关于重金属铅(Plumbum,Pb)、铬(Chromium,Cr)对低等水生生物的毒性效应已有报道,而有关重金属铅、铬对泥鳅鳃、肝脏组织学损伤和遗传毒性的研究报道较少。为此,本研究以泥鳅为受试对象,以重金属铅、铬为污染物,分别研究了重金属铅、铬对泥鳅的急性毒性效应,鳃、肝脏组织学损伤和红细胞微核及核异常的诱导。主要研究结果如下:(1)重金属铅、铬对泥鳅的急性毒性效应采用单因子急性毒性试验,分别检测不同质量浓度铅(794.3、841.40、891.25、944.06、1000.00 mg/L)和铬(501.19、575.44、660.69、758.58、870.96 mg/L)对泥鳅的急性毒性效应,观察泥鳅的中毒症状,统计死亡率,建立浓度与死亡率的Probit模型,得到回归方程和2种重金属对泥鳅的半致死浓度(Median lethal concentration,LC50)和安全浓度(Safe concentration,SC)。泥鳅在高质量浓度(944.06、1000.00 mg/L)铅中16 h开始出现死亡,在高质量浓度铬(758.58、870.96 mg/L)中10 h开始出现死亡;2种重金属对泥鳅的毒性作用随体内积累质量浓度的增大、作用时间的延长而增强;铅对泥鳅24、48、72、96 h的LC50分别为944.06、909.01、868.96、818.46 mg/L,SC为253.60 mg/L;铬对泥鳅24、48、72、96 h的LC50分别为703.07、676.08、610.94、516.42 mg/L,SC为187.56 mg/L。说明铅与铬均为中等毒性污染物,且铬的毒性大于铅的毒性。(2)重金属铅、铬对泥鳅鳃、肝脏的组织学损伤根据预试验确定的铅和铬对泥鳅的安全浓度和最小不致死浓度,按等对数(常用对数)间距法将铅浓度设置为251.1、371.54、549.54、812.83 mg/L,铬浓度设置为186.21、257.04、354.81、489.78 mg/L。分别在泥鳅染毒7、14、21、28 d取样,采用H·E染色法观察泥鳅鳃和肝脏的组织结构变化。结果泥鳅在812.83 mg/L铅中暴露14 d后,鳃小叶变细、顶端膨大、卷曲、细胞坏死脱落;而泥鳅在489.78 mg/L铬中暴露7 d鳃组织结构就出现受损症状。泥鳅在812.83 mg/L铅中暴露7 d后,出现肝组织间隙、细胞溶解、核变形、肝组织间隙明显增大、肝细胞空泡化、核溶解。在354.81 mg/L铬中暴露14 d时,出现肝组织间隙、细胞肿大。而在高浓度(489.78mg/L)铬中暴露仅14 d时,泥鳅肝组织就出现严重的细胞空泡化、核变形、核溶解、细胞溶解且肝组织间隙明显增大的现象。由此可见,铅和铬均可造成泥鳅组织结构损伤,且受损程度随质量浓度的增大时间的延长而加剧。(3)重金属铅、铬对泥鳅红细胞微核及核异常的诱导采用测试红细胞微核和核异常的方法研究了铅、铬对泥鳅红细胞核的遗传毒性。研究了不同浓度铅(251.19、371.54、549.54、812.83 mg/L)和铬(186.21、257.04、354.81、489.78 mg/L)在不同暴露时间(3、6、9、12 d)对泥鳅血红细胞核(包括红细胞微核和核异常)的影响。研究结果显示,与对照组相比,重金属铅、铬处理过的泥鳅红细胞不仅出现了微核还有双核、细胞质突出、无核、核质外凸与内凹、核内空泡化、核固缩、核染色质凝聚成小颗粒状等核异常现象。较低浓度(铅:251.19、371.54 mg/L;铬:186.21、257.04 mg/L)处理组的微核和核异常率随金属铅、铬暴露浓度的增大和时间的延长而逐渐上升,较高浓度(铅:549.54、812.83 mg/L;铬:354.81、489.78 mg/L)处理组的微核率和核异常率随金属铅、铬暴露浓度的增大和时间的延长呈先升后降的趋势。上述结果表明,铅和铬对泥鳅具有不同程度的遗传毒性效应,且毒性效应在一定条件下是随着处理浓度的增大和处理时间的延长而增强的,达到一定浓度和时间后毒性效应则会被抑制。