摘要
重金属是一类持久性有毒污染物，在环境中不易降解、可随食物链累积，对动物及人类造成严重危害。在渤海、东海等近岸海水、饮用水源地、土壤中均检测到重金属污染，同时在浮游生物、贝类、鱼类等生物体内也均有检出。已有研究证实，Cd、Hg、Pb等单一重金属会造成线虫子代数减少、生长减缓、世代时间延长等，然而，环境中一般有多种重金属同时存在，并且不同重金属间还可能存在相互作用，因而研究重金属的联合毒性更能反应多种重金属污染对生物体的综合效应。线虫的生殖发育受内分泌系统的调控，外源性雌激素可干扰线虫的内分泌系统并发挥生殖毒性。研究发现很多重金属具有雌激素活性，但关于多种重金属的联合雌激素效应及作用方式鲜有报道。RT130品系是绿色荧光蛋白GFP融合表达vit-2基因的转基因线虫，课题组前期已利用该品系线虫构建了环境雌激素活体筛选方法。本文以秀丽隐杆线虫及其转基因RT130品系为实验生物，从生殖毒性、雌激素效应方面探讨重金属Cd、Hg、Pb的生殖内分泌干扰效应，并利用析因设计方差分析阐明重金属的联合毒性模式。同时，利用化学分析与活体筛选相结合的方法，综合评价了葫芦岛锌厂排污口及邻近海域水样及沉积物中多种重金属的雌激素效应，为含重金属陆源工业废水排海的污染效应研究提供理论依据。 本文的研究结果如下： (1)Cd、Hg、Pb对秀丽隐杆线虫的繁殖具有显著抑制作用，50μg/LCd、10μg/LHg、50μg/LPb暴露组子一代数量分别降低了43.5%、33.8%、51.0%；50μg/LCd与10μg/LHg联合暴露组、10μg/LHg与50μg/LPb联合暴露组、50μg/LCd与50μg/LPb联合暴露组C.elegans子一代数量分别降低了44.7%、61.0%、53.3%。析因分析表明，Cd、Hg、Pb联合暴露对C.elegans的繁殖表现为相加或拮抗。研究显示，C.elegans子宫内怀卵数的降低是其子一代数量显著减少的主要原因，而阴门结构的损伤可能使产卵行为受损，从而进一步加剧重金属对C.elegans繁殖的抑制作用。 (2)17β-雌二醇(E2)暴露秀丽隐杆线虫24h后，vit-2mRNA的相对表达量增加，与实验室前期荧光强度的变化相一致，同时E2、Cd均能够诱导荧光信号的增强，且均通过与ERα结合诱导Vtg的合成，验证了实验室前期构建环境雌激素筛选方法的正确性。利用活体筛选方法检测重金属Cd、Hg、Pb的雌激素效应，表明Cd、Hg、Pb均表现出雌激素效应，析因分析进一步表明其联合雌激素效应表现为拮抗作用。 (3)利用化学方法与体内实验相结合的方法，综合评价葫芦岛锌厂排污口及邻近海域水样及沉积物中重金属的雌激素效应。化学检测结果显示，排污口Zn浓度达到2942.7μg/L，而水样中其它重金属的浓度在0.0024~34.6μg/L，沉积物中重金属的浓度在2.21~2113μg/L；利用活体筛选方法测得的实际雌激素效应为10-6~10-5g/L，与利用雌激素当量因子的方法获得雌激素效应值(10-4~10-3g/L)不一致，7号站位雌激素效应(5.00×10-5g/L)高于1号(1.32×10-6g/L)，但1号站位重金属的浓度高于7号，这可能是由于重金属的非剂量-效应、重金属的拮抗作用或者非雌激素类物质的干扰引起的。 综上所述，重金属Cd、Hg、Pb单独及联合暴露对秀丽隐杆线虫的繁殖表现出显著抑制作用，具有生殖毒性；雌激素活体筛选方法检测显示Cd、Hg、Pb单一及联合暴露均具有雌激素效应，且联合雌激素作用表现为拮抗作用。
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