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微塑料和铜对香螺的联合毒性效应研究

张倩鸿

微塑料和铜对香螺的联合毒性效应研究

张倩鸿1
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作者信息

  • 1. 大连海洋大学
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摘要

现今环境中存在大量微塑料(Microplastics,MPs)和痕量金属铜(Cu),这已经是不可避免的问题,甚至生物体内同样检测出超标含量。已有研究证实MPs作为载体吸附有机溶剂和Cu等重金属污染物,并影响到污染物在食物链上的富集,从而对生物氧化应激、免疫、代谢等生理活动产生影响。本文选择聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)和Cu为目标污染物,首先研究了MPs和Cu在水体中对香螺(NeptuneaCumingii)的单一和联合毒性效应;其次通过香螺摄食富集MPs和Cu的紫贻贝,实现食物相暴露污染物的目的,探讨MPs和Cu通过食物链传递对香螺的毒性效应。研究结果可为评估MPs与重金属对软体动物的复合毒性提供数据支撑。具体研究结果如下: (1)MPs和Cu在香螺和紫贻贝体内的富集和净化 本实验结果发现自然界中香螺体内MPs以纤维状、粒径小于1mm、黑色和成分为CP的特征为主。水相结果显示,单一处理组污染物(MPs和Cu)富集量与水体中污染物的含量成正相关关系。复合处理组MPs对Cu的富集作用产生了拮抗作用,Cu对MPs的富集作用产生了协同作用。净化实验完毕,香螺和紫贻贝体内无MPs存在,富集到体内的Cu不能被净化,MPs会促进贻贝排出Cu。食物相结果显示,MPs通过紫贻贝进入到香螺体内,多以粪便形式排出体外,少量被保留,且易被净化;香螺消化腺中Cu含量以CU组为最高,MPs对Cu的富集作用产生了拮抗作用,通过净化不能减少CU组消化腺中铜含量,而复合暴露组中MPs会促进香螺净化体内Cu。 (2)MPs和Cu对香螺的毒性效应研究 本实验结果发现,MPs和Cu对香螺的毒性研究结果如下:水相和食物相暴露14天,污染物不会对抗氧化指标(SOD、GST和MDA含量)、组织病理损伤和血淋巴细胞指标(ROS,细胞凋亡和线粒体膜电位变化)产生显著的影响;食物相实验初期,抗氧化指标和血淋巴细胞指标显著上升,这与实验末期结果不同。由此我们推断MPs和Cu会对机体产生刺激,激发抗氧化系统的启动,随着处理时间延长,各指标均恢复,机体对MPs和Cu的胁迫具有适应性。免疫相关基因结果表明,水相中单独暴露Cu会使所有基因表达量与对照组相比显著下降(p<0.05),而暴露于食物相中,会使所有基因表达量显著上升(p<0.05)。水相中单独暴露MPs所有基因变化显著(p<0.05),而暴露于食物相,鳃和消化腺中TLR4和TLR13以及鳃中HSP70和HSP90基因表达量显著上升。暴露于食物相,复合暴露组将绝大多数基因的表达恢复到了对照组水平。PCA结果表明,Cu对各项指标具有正相关关系。

关键词

微塑料/痕量金属/富集作用/营养传递/毒性效应

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授予学位

硕士

学科专业

水产养殖

导师

郝振林

学位年度

2023

学位授予单位

大连海洋大学

语种

中文

中图分类号

X1
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