典型新烟碱类杀虫剂与重金属复合污染对蚯蚓的毒性效应

论文摘要

新烟碱类杀虫剂作用于昆虫中枢神经系统后突触烟碱乙酰胆碱受体,相比于传统类型的杀虫剂,其具有新颖的作用方式、高效的杀虫活性和较强的根部内吸性等优势,在世界范围得到了应用,导致进入土壤的新烟碱类杀虫剂日益增多。同时,随着现代工业、畜禽养殖业等的迅猛发展,越来越多的重金属进入土壤环境,造成土壤的重金属污染逐渐加重。因此,新烟碱类杀虫剂与重金属在土壤中能够共存,并且可能形成复合污染物,对土壤生物造成潜在的危害。为了评价新烟碱类杀虫剂与重金属复合污染的生态毒性效应,本文选用新烟碱类杀虫剂的典型代表（吡虫啉、噻虫嗪、呋虫胺）和重金属（镉、铜、锌）作为土壤污染物,以蚯蚓为受试生物,采用人工土壤法开展研究;污染物浓度设计采用均匀设计法,对六种污染物进行多因素、多水平复合污染的研究,并对复合污染过程进行主效应和交互作用的分析。通过测定污染物暴露28 d过程中,蚯蚓体重、繁殖抑制率、体表和中肠结构、储精囊超微结构、抗氧化酶系统（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽S转移酶GST）活性、脂质过氧化产物丙二醛MDA含量和活性氧ROS含量的变化来研究新烟碱类杀虫剂与重金属复合污染对蚯蚓的生态毒性效应。研究得到的主要结果如下:（1）复合污染影响蚯蚓的生长-体重变化和繁殖率。影响体重的主要因子依次为:吡虫啉和呋虫胺的交互作用>呋虫胺>吡虫啉和镉的交互作用>吡虫啉和噻虫嗪的交互作用>噻虫嗪。影响蚯蚓繁殖抑制率的主要因子依次为:呋虫胺>吡虫啉和镉的交互作用>吡虫啉和铜的交互作用。染毒处理组的蚯蚓繁殖率均受到不同程度的抑制。吡虫啉和镉的交互作用对蚯蚓繁殖抑制率具有显著的拮抗作用,该作用同样影响其体重抑制率。（2）复合污染造成蚯蚓体表、中肠和储精囊结构的损伤。处理组蚯蚓中肠可见黏膜层上皮细胞坏死,排列紊乱,坏死细胞胞核固缩深染或溶解消失,表皮局部缺失甚至脱落。处理组储精囊细胞内细胞核形态不规则,局部核膜凹陷,核内出现假包涵体,异染色质散乱分布于细胞核内,部分线粒体嵴消失。（3）染毒周期内大部分处理组蚯蚓的SOD、CAT活性均低于对照组,复合污染对蚯蚓SOD、CAT活性起到抑制作用;处理组蚯蚓GST活性呈先激活后抑制的趋势,染毒周期内ROS含量均高于对照组。噻虫嗪的暴露对蚯蚓SOD、CAT活性均有显著的抑制作用。蚯蚓GST活性、MDA和ROS含量均受吡虫啉、吡虫啉和镉的交互作用、呋虫胺和镉的交互作用影响。吡虫啉和呋虫胺之间的交互作用对蚯蚓CAT活性、GST活性以及MDA含量有显著的拮抗作用。

论文目录

• 符号说明
• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 复合污染研究概况
•     1.1.1 复合污染的基本内涵
•     1.1.2 复合污染的种类
•   1.2 重金属-有机污染物的复合污染研究
•     1.2.1 土壤重金属污染现状
•     1.2.2 重金属-有机污染物的复合污染种类
•   1.3 新烟碱类杀虫剂概况
•     1.3.1 新烟碱类杀虫剂的作用
•     1.3.2 新烟碱类杀虫剂的负效应
•   1.4 蚯蚓在生态毒理学研究中的应用
•     1.4.1 蚯蚓的作用
•     1.4.2 蚯蚓在分子水平上的研究
•     1.4.3 蚯蚓在生理生化水平上的研究
•     1.4.4 蚯蚓在细胞组织水平上的研究
•     1.4.5 蚯蚓在个体生长、繁殖水平上的研究
•   1.5 本文研究内容
• 2 材料与方法
•   2.1 药品与试剂
•   2.2 仪器与设备
•   2.3 实验设计
•   2.4 蚯蚓与土壤
•   2.5 染毒方式
•   2.6 蚯蚓生长和繁殖的测定
•     2.6.1 蚯蚓体重的测定
•     2.6.2 蚯蚓体表和中肠的观察
•     2.6.3 蚯蚓繁殖抑制率的测定
•     2.6.4 蚯蚓储精囊的观察
•   2.7 蚯蚓氧化胁迫生理生化指标的测定
•     2.7.1 蚯蚓酶液的制备
•     2.7.2 蛋白含量标准曲线绘制及蛋白含量测定
•     2.7.3 蚯蚓体内SOD活性的测定
•     2.7.4 蚯蚓体内CAT活性的测定
•     2.7.5 蚯蚓体内GST活性的测定
•     2.7.6 蚯蚓体内MDA含量的测定
•     2.7.7 蚯蚓体内ROS含量的测定
•   2.8 模型建立与数据统计分析
• 3 结果与分析
•   3.1 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓生长和繁殖的影响
•     3.1.1 复合污染对蚯蚓生长的影响
•     3.1.2 复合污染对蚯蚓繁殖的影响
•   3.2 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓氧化胁迫生理生化指标的影响
•     3.2.1 复合污染对蚯蚓抗氧化酶活性的影响
•     3.2.2 复合污染对蚯蚓脂质过氧化的影响
•     3.2.3 复合污染对蚯蚓活性氧含量的影响
• 4 讨论
•   4.1 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓生长的影响
•   4.2 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓繁殖的影响
•   4.3 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓抗氧化酶活性的影响
•   4.4 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓脂质过氧化的影响
•   4.5 新烟碱类杀虫剂和重金属复合污染对蚯蚓活性氧含量的影响
• 5 结论
• 6 创新之处与研究不足
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 阎晓静

导师: 王金花

关键词: 新烟碱类杀虫剂,重金属,赤子爱胜蚓,生长,繁殖,氧化胁迫

来源: 山东农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 山东农业大学

基金: 国家自然科学基金项目《土壤中典型新烟碱类杀虫剂与重金属对蚯蚓的联合毒性及致毒机制》(41671320)

分类号: X171.5;X53

总页数: 64

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