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四溴联苯醚(BDE47)与溶菌酶的相互作用研究

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光谱学与光谱分析 2019年第11期39卷 3614-3618页

作者：杨露露杨雾易忠胜赵赛段家喜广西高校食品安全与检测重点实验室岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林理工大学化学与生物工程学院

在模拟人体生理条件下,采用分子模拟结合三维荧光、圆二色谱、荧光光谱、时间分辨荧光等光谱方法,研究了四溴联苯醚(BDE47)与溶菌酶的相互作用机制。结果表明:BDE47能有效地猝灭溶菌酶的内源性荧光,猝灭机制为静态猝灭。分子对接显示,BD... 详细信息

在模拟人体生理条件下,采用分子模拟结合三维荧光、圆二色谱、荧光光谱、时间分辨荧光等光谱方法,研究了四溴联苯醚(BDE47)与溶菌酶的相互作用机制。结果表明:BDE47能有效地猝灭溶菌酶的内源性荧光,猝灭机制为静态猝灭。分子对接显示,BDE47与溶菌酶分子中的TRP62,TRP63,ARG61,ASN59,ALA107和ILE98等氨基酸残基具有相互作用,且BDE47分子中的醚键O原子与TRP63形成了氢键,氢键距离为2.2A。三维荧光的实验结果表明,BDE47的加入导致了溶菌酶的荧光强度降低,峰位置发生略微红移,BDE47与溶菌酶之间的结合作用改变了溶菌酶的微环境。圆二色谱分析则进一步证明,BDE47的存在引起了溶菌酶的构象发生改变,导致α-螺旋结构的含量减少。根据Foster非辐射能量转移理论计算得出,供体(溶菌酶)与受体(BDE47)的结合距离r为3.31nm,满足非辐射能量的条件。分析四个温度下的热力学参数发现,BDE47与溶菌酶之间的结合是一个自发放热的过程,主要驱动力为氢键和范德华力,与分子对接、结合自由能分析结论一致。

关键词：四溴联苯醚溶菌酶分子模拟光谱结合自由能

四溴联苯醚对剑尾鱼毒性及其抗氧化系统的影响

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环境科学学报 2011年第3期31卷 642-648页

作者：范灿鹏王奇刘昕宇李桂英李凯彬聂湘平暨南大学水生生物研究所广州510632 华南农业大学资源环境学院广州510642 中国科学研究院广州地球化学研究所广州510640 中国水产科学研究院珠江水产研究所广州510380

研究了四溴联苯醚(tetrabromodiphenyl ether,BDE-47)对剑尾鱼的急性毒性及其肝脏还原型谷光甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)及7-乙氧基异吩恶唑酮-脱乙基酶(EROD)活性的影响.结果表明,BDE-47对剑尾鱼... 详细信息

研究了四溴联苯醚(tetrabromodiphenyl ether,BDE-47)对剑尾鱼的急性毒性及其肝脏还原型谷光甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、丙二醛(MDA)、过氧化氢酶(CAT)及7-乙氧基异吩恶唑酮-脱乙基酶(EROD)活性的影响.结果表明,BDE-47对剑尾鱼毒性作用属于高毒.GST和EROD活性在0.02mg·L-1BDE-47污染胁迫下即被显著诱导;72h和168h后GSH含量均受到抑制,168h时达到最低值;随着BDE-47暴露浓度的增加,CAT活性呈现先上升后下降的变化规律,而MDA含量则先下降后逐渐上升.其中,MDA和EROD响应较为敏感,在作为BDE-47暴露的生物标记物方面有较好的应用前景.生物体内酶活性的变化只能间接反映污染物对生物造成应激效应的程度,对BDE-47的致毒机制有待进一步研究.

关键词：四溴联苯醚剑尾鱼急性毒性抗氧化防御系统

四溴联苯醚对菲律宾蛤仔组织解毒代谢基因表达的影响

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中国水产科学 2012年第2期19卷 294-300页

作者：潘鲁青宫晓莉许超群王琳中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室

菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)样本壳高(2.76±0.18)cm,壳长(4.11±0.22)cm;四溴联苯醚(BDE-47)梯度设置为0.25、6.25μg/L,以海水组为对照,取样测定时间为0、1、3、6、10、15和21 d。结果表明:BDE-47对菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊AhR、CYP4、GST-pi和Pgp mRNA表达影响显著(P<0.05),而对照组无明显变化。在实验时间内,各处理组鳃丝和消化盲囊AhR基因表达呈峰值变化,分别于第6天、第1天时达到最大值和最小值,然后恢复至对照组水平;各处理组组织CYP4和GST-pi基因表达均呈峰值变化,分别于第3天、第1天达到最小值和最大值,其中消化盲囊CYP4基因表达在3 d后保持稳定,且被显著抑制,而组织GST-pi基因表达则在6d后趋于稳定,0.25、6.25μg/L处理组表现为高于和低于对照组水平;各处理组鳃Pgp基因表达在实验时间内呈峰值变化,分别于第1天、第10天达到最大值,均显著高于对照组水平,而0.25、6.25μg/L处理组消化盲囊Pgp基因表达在21d内分别呈逐渐升高和峰值变化,6 d后表现为被诱导和抑制。由此可见,菲律宾蛤仔在BDE-47胁迫下组织解毒代谢基因表达均被显著诱导或抑制,其中GST-pi基因在低浓度处理组被诱导,高浓度组被抑制,表现出明显的时间效应性,可作为BDE-47污染评价的生物效应指标。

关键词：四溴联苯醚菲律宾蛤仔鳃丝消化盲囊解毒代谢基因表达

四溴联苯醚(BDE-47)对菲律宾蛤仔组织解毒代谢酶活力与DNA损伤的影响

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海洋环境科学 2011年第5期30卷 653-658页

作者：许超群潘鲁青王琳中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室山东青岛266003

研究了四溴联苯醚(BDE-47)对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃丝和消化盲囊芳烃羟化酶(AHH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)活力和还原型谷胱甘肽(GSH)含量、DNA损伤(F值)的影响。结果表明:BDE-47对菲律宾蛤仔鳃丝... 详细信息

研究了四溴联苯醚(BDE-47)对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)鳃丝和消化盲囊芳烃羟化酶(AHH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)活力和还原型谷胱甘肽(GSH)含量、DNA损伤(F值)的影响。结果表明:BDE-47对菲律宾蛤仔鳃丝和消化盲囊AHH、GST、SOD活力和GSH含量、F值影响显著(P<0.05),而对照组无明显变化。在实验时间内,除0.01μg/L BDE-47处理组鳃丝AHH活力与对照组无明显差异外,其它处理组组织AHH活力表现为显著的诱导作用,且在15 d内呈峰值变化,15d后趋于稳定;低浓度(0.01,0.05和0.25μg/L)处理组组织GST、SOD活力和GSH含量均呈现先升高后下降的趋势,分别于3 d或1 d达到最大值,10 d后保持稳定,表现为恢复至对照组水平或被诱导和抑制,而高浓度(1.25和6.25μg/L)处理组则呈逐渐下降趋势,均被显著抑制,至10 d或15 d后变化平稳。除0.01μg/L处理组外,各染毒处理组组织F值均被显著抑制,呈明显下降或峰值变化,至15 d后均保持稳定。同时各处理组组织AHH、GST、SOD活力和GSH含量、F值在稳定后分别与BDE-47浓度呈显著的正、负相关性(P<0.05)。由此表明,在BDE-47染毒作用下菲律宾蛤仔组织解毒代谢指标和DNA损伤表现出明显的时间、剂量效应性,经相关性分析提出菲律宾蛤仔鳃丝、消化盲囊SOD活力和组织DNA损伤可作为BDE-47污染评价的生物标志物。

关键词：四溴联苯醚菲律宾蛤仔解毒代谢酶 DNA损伤生物标志物

四溴联苯醚慢性胁迫对大泷六线鱼生长及抗氧化酶活力的影响

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大连海洋大学学报 2017年第6期32卷 700-707页

作者：张赛赛孙德启姜欣彤董安然王伟大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室辽宁大连116023 大连市水产技术推广总站辽宁大连116023

为研究四溴联苯醚(BDE-47)慢性胁迫对大泷六线鱼Hexagrammos otakii的生物毒性效应,通过设置不同浓度的BDE-47探究了其对大泷六线鱼生长及抗氧化酶活力的影响,试验设置空白对照组和DMSO对照组以及5 ng/L(A组)、50 ng/L(B组)、500 ng/L(C... 详细信息

为研究四溴联苯醚(BDE-47)慢性胁迫对大泷六线鱼Hexagrammos otakii的生物毒性效应,通过设置不同浓度的BDE-47探究了其对大泷六线鱼生长及抗氧化酶活力的影响,试验设置空白对照组和DMSO对照组以及5 ng/L(A组)、50 ng/L(B组)、500 ng/L(C组)、5μg/L(D组)、50μg/L(E组)5个BDE-47浓度组。结果表明:在本试验条件下,各组大泷六线鱼的存活率均为100%;BDE-47对大泷六线鱼生长存在剂量-效应关系,随着BDE-47浓度的增大,大泷六线鱼体长和体质量增长受到的影响也增大,尤其是BDE-47浓度在50 ng/L以上时,鱼体质量出现负增长;BDE-47对大泷六线鱼肝脏和肌肉中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力有显著影响,随养殖时间的延长,各浓度组肝脏SOD、CAT活力均呈先升高后降低的波动变化趋势;随着养殖时间的延长,高浓度组肌肉CAT活力呈先升高后降低的变化趋势,低浓度组肌肉CAT活力及各浓度组肌肉SOD活力均无明显变化趋势。研究表明,各浓度的BDE-47不同程度地抑制大泷六线鱼生长,其中体质量较体长对BDE-47的响应更敏感;在肝脏组织中,SOD和CAT活力对于污染物的胁迫反应比在肌肉组织中更敏感。

关键词：四溴联苯醚大泷六线鱼生长超氧化物歧化酶

四溴联苯醚和桔青霉素暴露对卵母细胞成熟的毒性及途径

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四溴联苯醚和桔青霉素暴露对卵母细胞成熟的毒性及途径

作者：孙铭鸿南京农业大学

学位级别：硕士

环境内分泌干扰物又被称为环境激素、内分泌干扰化合物和内分泌活性化合物,它是一种外源性物质,该物质可以使有机体以及其后代的内分泌功能受到影响。随着社会的不断发展,工业生产过程中有大量的环境内分泌干扰物被释放,对人类的健康和... 详细信息

环境内分泌干扰物又被称为环境激素、内分泌干扰化合物和内分泌活性化合物,它是一种外源性物质,该物质可以使有机体以及其后代的内分泌功能受到影响。随着社会的不断发展,工业生产过程中有大量的环境内分泌干扰物被释放,对人类的健康和动物的繁殖能力造成潜在的危害。四溴联苯醚（PBDE47）和桔青霉素（CTN）作为环境内分泌干扰物中含卤素化合物和真菌性雌激素的代表性污染物之一,已有报道表明其具有生殖毒性,可导致动物的生殖障碍,并使后代生殖系统功能异常等。本实验旨在探究PBDE47和CTN对小鼠卵母细胞发育能力的潜在毒性,并探索机制,以此为PBDE47和CTN对畜禽的健康所产生的危害提供理论依据和支持。本文以ICR小鼠的卵母细胞为研究对象,分别建立体内和体外实验模型,通过细胞培养、免疫荧光染色、激光共聚焦显微镜观察以及蛋白质印记等方法检测PBDE47和CTN对小鼠卵母细胞成熟的毒性影响。主要内容包括:第一部分:为探究PBDE47对小鼠卵母细胞发育能力的影响,本实验采用不同剂量的 PBDE47（0 mg/kg/day,0.1 mg/kg/day,0.5 mg/kg/day）对 4 周龄小鼠进行连续21天的灌胃处理。同时观察此过程中小鼠的体重变化,之后将卵巢和子宫取出观察其形态,并将卵母细胞从卵巢中取出,统计数量后进行体外培养至成熟。通过转录组测序、组织切片、免疫荧光染色、实时荧光定量PCR等方法,检测卵母细胞中基因的水平和细胞骨架、表观修饰的变化,以及氧化应激状态和早期凋亡的发生。本实验数据表明,PBDE47的暴露降低小鼠的体重增长率,并且影响了子宫和卵巢的形态与重量,同时还会使卵母细胞数量减少,减数分裂成熟能力降低。此外,我们发现PBDE47会使微丝的分布被破坏并改变组蛋白甲基化水平。基于转录组测序中多个基因表达改变的结果我们发现,PBDE47会引起卵母细胞中线粒体功能障碍,表现出分布异常和膜电位的下降。同时,PBDE47还会诱导由活性氧水平升高所导致的氧化应激从而引起早期凋亡。第二部分:目前已有研究证明,CTN可以降低小鼠卵母细胞和早期胚胎的发育能力,但是,CTN对小鼠卵母细胞的细胞器的毒性影响还尚未有报道。因此,在本实验中我们使用不同浓度的CTN（20 μM,30 μM,40 μM）对小鼠卵母细胞进行体外培养。通过探针检测、免疫荧光染色、实时荧光定量PCR、蛋白质免疫印记等技术,探究卵母细胞中细胞器的分布和功能是否发生改变。我们的结果表明,CTN会阻碍小鼠卵母细胞的成熟,并且,CTN导致了线粒体的功能障碍,包括分布异常和膜电位的下降。此外,CTN使内质网异常分布,并发生内质网应激,表现为GRP78、ATF4和CHOP的表达量增加。对于高尔基体来说,CTN会导致其分布紊乱,同时囊泡运输蛋白Rab11a的蛋白表达量显著下降,表明高尔基体的功能受到损害。此外,我们的结果表明,CTN引发了自噬并使LAMP2的表达显着增加,表明CTN引起了溶酶体损伤。综上所述,PBDE47及CTN均可以对卵母细胞的发育能力产生影响。PBDE47的暴露会通过影响卵母细胞的线粒体功能和ROS水平及其介导的凋亡而影响其成熟。暴露CTN也会对卵母细胞的细胞器（如线粒体、内质网、高尔基体和溶酶体）产生毒性作用,从而进一步导致了卵母细胞质量的下降。

关键词：四溴联苯醚桔青霉素卵母细胞细胞器氧化应激凋亡

四溴联苯醚（BDE-47）对菲律宾蛤仔解毒代谢酶基因表达与毒性效应的研究

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四溴联苯醚（BDE-47）对菲律宾蛤仔解毒代谢酶基因表达与毒性效应...

作者：许超群中国海洋大学

学位级别：硕士

多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)是一类新型的溴系阻燃剂,广泛应用于电子产品、涂料和各种纺织品中。由于PBDEs具有难降解性、稳定性、高脂溶性和生物放大作用,能够通过食物链的转移,使处于高位营养级的生物受到毒害... 详细信息

多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)是一类新型的溴系阻燃剂,广泛应用于电子产品、涂料和各种纺织品中。由于PBDEs具有难降解性、稳定性、高脂溶性和生物放大作用,能够通过食物链的转移,使处于高位营养级的生物受到毒害,最终导致对人体的神经、内分泌、生殖系统造成危害。近年环境中PBDEs的浓度不断上升且已在世界各地普遍存在,又因PBDEs的化学结构与多氯联苯(Polychorinated biphenyls, PCB)和滴滴涕(2,2-bis(4-Chlorophenyl)-1,1,1-trichloroethane, DDT)非常相似,因此PBDEs的环境毒性越来越受到学者们的关注。菲律宾蛤仔(Venerupis philippinarum)是我国沿海重要的滩涂贝类。本论文以菲律宾蛤仔为研究对象,分别从分子生物学和酶学水平全面系统的研究了BDE-47对菲律宾蛤仔相关解毒代谢酶基因,解毒代谢酶活力及DNA损伤的影响,初步探讨了BDE-47在菲律宾蛤仔体内的毒性效应过程。 1菲律宾蛤仔细胞色素P450 (CYP4)基因的克隆、序列分析及组织特异性本研究通过相近物种CYP4氨基酸序列的同源性比对,根据保守氨基酸序列设计兼并引物,成功调取CYP4的核心片段426 bp。根据已知片段分别设计扩增3’和5’核酸序列的特异性引物,利用改良的TDT末端加尾法和RACE技术成功克隆了菲律宾蛤仔CYP4基因的完整cDNA序列。菲律宾蛤仔CYP4基因全长2107 bp,开放性阅读框(open reading frame, ORF)长1329bp,编码442个氨基酸。将菲律宾蛤仔CYP4的氨基酸序列与其它物种的CYP4氨基酸序列进行同源性比较发现,CYP4具有较高的保守性。通过RT-PCR技术研究发现,CYP4基因只在菲律宾蛤仔鳃,消化盲囊及闭壳肌中表达,而外套膜和足中没有表达。 2菲律宾蛤仔谷胱甘肽硫转移酶(GST-pi)基因的克隆、序列分析及组织特异性本研究通过相近物种GST氨基酸序列的同源性比对,根据保守氨基酸序列设计兼并引物,利用RT-PCR成功调取GST的核心片段309 bp。根据已知片段分别设计扩增3’和5’核酸序列的特异性引物,利用改良的TDT末端加尾法和RACE技术成功克隆了菲律宾蛤仔GST基因的完整cDNA序列。菲律宾蛤仔GST全长1142 bp,包括618 bp的ORF,并编码205个氨基酸。将菲律宾蛤仔GST的氨基酸序列通过NCBI进行过BLAST后发现,菲律宾蛤仔GST基因隶属于pi亚族,且具有较高的保守性,其中和栉孔扇贝(Chlamys Farreri)的相似性高达91%。通过RT-PCR技术研究发现,GST-pi基因在菲律宾蛤仔鳃、消化盲囊、闭壳肌、外套膜和足中均有表达,且消化盲囊中的表达量相对较低。 3 BDE-47对菲律宾蛤仔鳃及消化盲囊中解毒代谢酶基因表达的影响本实验将菲律宾蛤仔暴露于不同浓度(0,0.25μg/L和6.25μg/L)的BDE-47,并于0 d,1 d,3 d,6 d,10 d,15 d,21 d分别取鳃和消化盲囊组织,提取总RNA后通过半定量RT-PCR技术分析两组织中AhR, CYP4, GST-pi和PgP基因表达量的变化。结果表明,BDE-47对菲律宾蛤仔鳃和消化盲囊AhR, CYP4, GST-pi和PgP基因表达量变化影响显著(P0.05)。本研究表明,BDE-47可以通过影响相关解毒代谢基因表达量的变化而影响其在菲律宾蛤仔体内的代谢过程。 4 BDE-47对菲律宾蛤仔组织解毒代谢酶活力与DNA损伤的影响研究了不同浓度(0,0.05,0.25,1.25和6.25μg/L) BDE-47对菲律宾蛤仔鳃和消化盲囊芳烃羟化酶(AHH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)活力和还原型谷胱甘肽(GSH)含量、DNA损伤(F值)的影响。结果表明：BDE-47对菲律宾蛤仔鳃和消化盲囊AHH、GST、SOD活力和GSH含量、F值影响显著(P<0.05),而对照组无明显变化。在实验时间内,除0.01μg/L BDE-4

关键词：四溴联苯醚菲律宾蛤仔基因克隆基因表达解毒代谢酶生物标志物

2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对米氏凯伦藻的毒性效应

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海洋环境科学 2013年第4期32卷 491-496页

作者：张鑫鑫唐学玺姜爽袁梦琪刘艳芬周斌中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 东营市海洋与水产研究所山东东营257091

实验生态条件下从种群、细胞和亚细胞等不同生物组织层次上研究了一种新型持久性有机污染物—低溴代的多溴联苯醚—2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对海洋赤潮微藻—米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的急性和亚急性毒性效应。结果发现:(1)... 详细信息

实验生态条件下从种群、细胞和亚细胞等不同生物组织层次上研究了一种新型持久性有机污染物—低溴代的多溴联苯醚—2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对海洋赤潮微藻—米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的急性和亚急性毒性效应。结果发现:(1)当BDE-47大于等于0.009 mg/L时,米氏凯伦藻的种群增长已经受到抑制,因此BDE-47对米氏凯伦藻种群增长有显著的急性毒性胁迫作用,96 h半数效应浓度(96 h-EC50)为0.219 mg/L。(2)在0.250 mg/L BDE-47的亚急性毒性胁迫下,米氏凯伦藻谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性随着时间呈现先诱导升高后明显抑制的现象(P<0.05);谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性逐渐降低(P<0.05),还原型谷胱甘肽(GSH)含量逐渐降低(P<0.05)。基于双变量Pearson相关性分析发现,GR是较为灵敏的一种生化标志物。(3)透射电镜(TEM)的检测结果表明,与对照组相比,经过18d、0.250 mg/L BDE-47胁迫的米氏凯伦藻细胞膨胀,胞内基质出现许多高电子密度区域及大的透明空泡,线粒体和叶绿体等细胞器受到明显破坏作用。因此,BDE-47在不同组织层次上对米氏凯伦藻产生了急性毒性和亚急性毒性作用,这为全面了解BDE-47毒性以及其规范使用和正确处理提供理论支持和决策参考。

关键词：四溴联苯醚米氏凯伦藻种群增长抗氧化系统超微结构毒性效应

聚苯乙烯和四溴联苯醚对黑褐新糠虾抗氧化防御系统的联合效应

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2022年第1期52卷 78-87页

作者：陈钮振李正炎中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

本文以黑褐新糠虾(Neomysis awatschensis)为受试生物,分别研究两者单独及联合暴露21 d后的氧化应激效应,并结合综合生物标志物响应(Integrated Biomarker Response,IBR)评估其毒性。结果表明:PS单独暴露时,过氧化氢酶(Catalase,CAT)、... 详细信息

本文以黑褐新糠虾(Neomysis awatschensis)为受试生物,分别研究两者单独及联合暴露21 d后的氧化应激效应,并结合综合生物标志物响应(Integrated Biomarker Response,IBR)评估其毒性。结果表明:PS单独暴露时,过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPX)活性随暴露浓度升高被显著抑制,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量随暴露浓度增加逐渐上升,而谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量仅在97.4μg·L^(-1)暴露下显著上升;BDE-47单独暴露时,CAT、GST和GSH含量均被抑制,MDA和GPX活性仅在较高浓度下被显著诱导,SOD活性在低浓度被诱导,在最高浓度下恢复至空白水平。联合暴露时,CAT和SOD活性随PS投加浓度升高表现出先诱导后抑制的效应,且均显著高于BDE-47单独暴露组,MDA含量随PS投加浓度升高表现出诱导效应。GST和GPX活性与空白水平相近,低浓度PS暴露组中的GSH含量也有相似的变化规律。可见,PS能减缓BDE-47对黑褐新糠虾抗氧化防御系统的氧化胁迫,在低浓度PS联合暴露组中尤其显著。

关键词：聚苯乙烯四溴联苯醚黑褐新糠虾氧化损伤综合生物标志物响应

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