摘要
背角无齿蚌(Anodonta woodiana)属动物界，软体动物门，双壳纲，古异齿亚纲，蚌目，蚌科，无齿蚌属，背角无齿蚌种;现已为全球分布的淡水贝类。由于其对重金属有高富集性且代谢能力低等特点已被用于水体重金属污染监测与评价的重要指示生物。为避免传统采集野生蚌监测时所受样本规格不均或待调查水域无法采到样本等限制，导师研究室通过人工繁育技术，已创新性地开发出了一种规格、遗传质量、数量和污染背景值等均可控，且可野外移殖和回捕的监测和毒理研究专用背角无齿蚌种群(简称“标准化”背角无齿蚌，下同)，可为标准化地开展重金属污染监测和相关毒理评价提供一种模式指示生物。为了助推生态文明建设，整治水生态环境，国家正在实施全面实行河长制/湖长制的国策。与之相适应，本研究首次应用“标准化”背角无齿蚌，通过向代表性河道-江苏省太仓市麦粉浜河道、湖泊-太湖梅梁湾、鲤山湾湖区移殖“标准化”蚌个体，开展主动监测，把握重金属污染的动态;在此基础上，对一些近期水域污染关键重金属Cd在蚌体内的生物积累/富集及组织学(如鳃、外套膜、斧足、消化腺)、细胞学(如鳃细胞)水平致毒性作用的特征，以期一方面进一步研发和完善对渔业生态环境重金属污染动态进行生物监测、早期预警和毒性评价的手段，另一方面，为国家的河长制/湖长制国策提供急需的理论依据和技术支撑。本论文的主要研究内容和结果如下: 1、将“标准化”背角无齿蚌移殖至麦粉浜河道作为“监测组”，以仍养在中国水产科学研究院淡水渔业研究中心南泉基地(简称南泉基地，下同)未受污染的同批蚌作为“对照组”，开展了对河道环境重金属污染的主动监测应用探索，并和同期在两水域采集水样中重金属含量的动态变化进行了比较研究;结果发现，麦粉浜河道和南泉基地水体样本中重金属含量总体低于我国地袁水水质标准，反映出两水域近期周边并无明显重金属的污染源;然而，向麦粉浜河道移殖2个月时的蚌样中的Cr和Zn含量显著高于南泉基地(P＜0.05),而3个月时麦粉浜河道蚌样中的Zn含量显著高于南泉基地(P＜0.05)，显示出了两水域蚌中长期重金属富集的差异性。值得注意的是，虽然麦粉浜河道和南泉基地蚌样的均值污染指数均小于0.2，可评价为未受到明显污染，但前者Pb残留量指数均大于0.3，属于了轻度污染的范围;故本研究基于蚌生物富集主动监测的结果表明，麦粉浜河道总体未受到明显的重金属污染，但Pb的胁迫影响需引起早期关注。 2、将“标准化”背角无齿蚌移殖至太湖鲤山湾、梅梁湾湖区作为“监测组”，以仍养在南泉基地未受污染的同批蚌作为“对照组”，开展对湖泊环境重金属污染的主动监测应用探索，并和同期在两水域采集水样中重金属含量的动态变化进行了比较研究;结果发现，(1)移殖入太湖鲤山湾湖区2个月时，蚌中Al、Fe、Cu的含量较1个月显著升高(P＜0.05);到3个月时蚌中Al、As的含量又较太湖鲤山湾湖区2个月时会继续显著升高(P＜0.05)。太湖鲤山湾湖区移殖蚌1个月、2个月、3个月时的均值污染指数(I)分别为0.2363、0.2708、0.4175(均大于0.2)，可评价为轻度污染水平。相同移殖蚌1个月、2个月、3个月时的As残留指数均大于0.8。另外，太湖鲤山湾湖区移殖蚌1个月时Pb的残留指数即均大于0.2。(2)移殖入太湖梅梁湾湖区2个月时Fe的含量较1个月显著升高(P＜0.05);到3个月时Al、Cr、Ni、Pb的含量较2个月时又可进一步显著升高(P＜0.05);移殖蚌3个月时Ni的含量较1个月显著升高(P＜0.05);太湖梅梁湾湖区移殖蚌1个月、2个月、3个月时的均值污染指数(I)分别为0.4132、0.3208、0.3789(均大于0.3)，亦可评价为轻度污染水平。太湖梅梁湾湖区移殖蚌1个月、2个月、3个月As的残留指数均大于0.6，且移殖蚌1个月时的Pb残留指数大于0.2评定为轻污染。本研究基于蚌生物富集主动监测的结果表明，太湖鲤山湾、梅梁湾湖区均已受到较为明显的重金属污染，相关的生物毒性影响需要引起高度重视。 3、为把握水域污染关键重金属Cd在蚌体内的组织学水平毒性作用的特征，在实验室暴露条件下对“标准化”背角无齿蚌体内Cd的生物积累/富集状况进行了探索和评价。与对照组蚌相比，不同暴露组蚌体内各组织对Cd均有不同程度的生物积累效应。鳃、消化腺和外套膜中Cd的积累量较高。鳃、外套膜、斧足和其它组织中Cd的富集浓度与不同实验水体中Cd浓度之间呈显著的线性正相关，而消化腺中Cd的富集浓度与水体Cd浓度之间则无相关性。斧足中Cd的浓度与鳃、外套膜、消化腺和其它组织中Cd的浓度之间呈显著的线性正相关，鳃中Cd的浓度与外套膜和其余它组织中Cd的浓度之间呈显著的线性正相关，外套膜中Cd的浓度与其它组织中Cd的浓度之间呈显著的线性正相关;消化腺中Cd的浓度与鳃、外套膜、其它组织中Cd的浓度之间无明显的相关性。本研究结果为重金属在背角无齿蚌不同组织之间的积累关系提供理论依据 4、为把握水域污染关键重金属Cd在蚌体内的细胞学水平毒性作用的特征，在实验室Cd暴露条件下对“标准化”背角无齿蚌的原代活体腮细胞进行了胁迫应答和毒性状况的探索和评价。1.25、2.5和5.0μg·L-1的Cd溶液分别暴露实验组鳃细胞6h后，细胞活力、SOD、CAT和AcP没有发生显著变化。然而，0.0625、0.125、0.25、0.5和1.0mg·mL-1的Cd降低了鳃细胞活力，并诱导抗氧化酶(SOD、CAT)活力增强及免疫因子(AcP)活力增加。本结果表明Cd离子确实能引起鳃细胞产生毒性作用，并诱发机体产生免疫，本实验为Cd在细胞水平产生的毒理作用提供理论上的支持，严格控制Cd污染是非常有必要的。
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