有机胂添加剂暴露胁迫对蚯蚓和剑尾鱼的分子生态毒性效应研究
作者单位：国家兽药安全评价(环境评估)实验室(华南农大)华南农业大学兽医学院
会议名称：《中国毒理学会兽医毒理学与饲料毒理学学术讨论会暨兽医毒理专业委员会第4次全国代表大会会议》
会议日期：2012年
学科分类：090502[农学-动物营养与饲料科学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学]
基 金：国家自然科学基金项目(31172368) 中国博士后科学基金项目(20100470928)支持
关 键 词：有机胂添加剂 蚯蚓 剑尾鱼 抗氧化酶系统 基因表达量
摘 要：【目的】有机胂添加剂在畜禽饲喂后经粪尿进入环境中的潜在生态危害已引起人们的关注。本文进行了土壤蚯蚓和水生生物剑尾鱼在其暴露胁迫效应下的生物标志物分子指标研究,以期为有机胂污染的早期分子诊断和风险评估提供依据。【方法】将赤子爱胜蚓暴露于洛克沙砷(15,75,150mgAs/kg)和阿散酸(30,150,300 mg As/kg)土壤中分别于第5、10、15天采样;剑尾鱼暴露于洛克沙砷和阿散酸(12.5,2.5,0.5mgAs/L)的水环境中分别于第2、5和7天采样,进行了抗氧化酶系统(SOD、CAT、GSH-Px、GST)靶标酶活性检测;采用实时荧光定量PCR研究了GST和HSP70基因mRNA的相对表达量分析;通过RACE-PCR法克隆赤子爱胜蚓GST和HSP70基因和剑尾鱼GST基因的全长序列,并运用生物信息学分析其结构、功能和对应的蛋白质序列。【结果】(1)经洛克沙胂和阿散酸胁迫后赤子爱胜蚓SOD、CAT、GSH-Px活性均呈现先升高至第10天后出现下降变化趋势,GST活性在较高浓度下暴露初期即表现明显升高。剑尾鱼GST在阿散酸处理下出现显著抑制,GSH-Px活性在两种药物处理下呈现先抑制后增长变化,剑尾鱼SOD、CAT活性与蚯蚓变化相似。(2)成功克隆出赤子爱胜蚓GST和HSP70基因的全长序列和剑尾鱼的GST全长序列。赤子爱胜蚓GST cDNA序列全长984bp,包括一个编码206个氨基酸的621bp的ORF:HSP70 cDNA序列全长2481 bp,包括一个编码655个氨基酸的1968 bp ORF;剑尾鱼GST cDNA序列全长978 bp,包括一个编码223个氨基酸的673 bp的ORF。(3)赤子爱胜蚓经洛克沙砷处理后Hsp70与GST基因表达量均表现持续增加;阿散酸处理初期Hsp70表达量处于抑制状态,后随暴露时间延长表达量增加。剑尾鱼在较高浓度洛克沙砷处理下Hsp70的表达量出现先增加后下降,而阿散酸处理的Hsp70表达量均随着浓度和暴露时间的增加而增加,在洛克沙胂和阿散酸处理下GST基因表达量在第2天即出现显著抑制。【结论】本文从分子水平初步探讨了洛克沙砷和阿散酸对土壤蚯蚓和水生生物剑尾鱼的生态毒理效应,为有机胂的环境风险评估提供理论数据。首次克隆出的赤子爱胜蚓GST和HSP70基因全长序列和剑尾鱼GST全长序列,为下一步生态毒理研究的生物标志物筛选提供了基础。