重金属镉对铜藻生长及其生物活性成分积累的影响

为研究水体重金属污染对经济海藻的生长和品质造成的严重影响,以经济褐藻铜藻Sargassum horneri为研究对象,在温度为15℃的条件下,研究了由Cd Cl2·2.5H2O配制不同浓度(0、0.1、0.5、1.0、5.0 mg/L)的重金属镉胁迫对铜藻生长、光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白等生理生化指标,以及对生物活性成分(岩藻黄素、褐藻胶和褐藻多酚)积累的影响。结果表明:对照组藻体的特定生长率(SGR)在15 d内持续升高,0.1、0.5 mg/L Cd处理组的SGR在试验前10 d内逐渐升高,然后保持稳定至第15天,1.0 mg/L处理组的SGR随着培养时间的延长呈波动变化状态,而5.0 mg/L处理组的SGR呈先升高后降低的趋势;藻体的各项生理生化指标随胁迫时间呈不同的变化趋势,但在试验第15天时,各胁迫组藻体的叶绿素a、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量均显著低于对照组(P<0.05),而可溶性糖含量则显著高于对照组(P<0.05);铜藻的岩藻黄素和褐藻多酚含量在不同浓度的Cd胁迫下均有极大程度的下降,且Cd胁迫浓度越高,降幅越大,而褐藻胶含量在Cd浓度≤0.5 mg/L胁迫下未有显著变化(P>0.05),在Cd≥1.0mg/L时显著下降(P<0.05)。研究表明,在铜藻产业化开发应用过程中,其养殖海域的重金属污染是需要考虑的重要因素。     

重金属镉对铜藻生长及其生物活性成分积累的影响

为研究水体重金属污染对经济海藻的生长和品质造成的严重影响,以经济褐藻铜藻Sargassum horneri为研究对象,在温度为15℃的条件下,研究了由Cd Cl2·2.5H2O配制不同浓度(0、0.1、0.5、1.0、5.0 mg/L)的重金属镉胁迫对铜藻生长、光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白等生理生化指标,以及对生物活性成分(岩藻黄素、褐藻胶和褐藻多酚)积累的影响。结果表明:对照组藻体的特定生长率(SGR)在15 d内持续升高,0.1、0.5 mg/L Cd处理组的SGR在试验前10 d内逐渐升高,然后保持稳定至第15天,1.0 mg/L处理组的SGR随着培养时间的延长呈波动变化状态,而5.0 mg/L处理组的SGR呈先升高后降低的趋势;藻体的各项生理生化指标随胁迫时间呈不同的变化趋势,但在试验第15天时,各胁迫组藻体的叶绿素a、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量均显著低于对照组(P<0.05),而可溶性糖含量则显著高于对照组(P<0.05);铜藻的岩藻黄素和褐藻多酚含量在不同浓度的Cd胁迫下均有极大程度的下降,且Cd胁迫浓度越高,降幅越大,而褐藻胶含量在Cd浓度≤0.5 mg/L胁迫下未有显著变化(P>0.05),在Cd≥1.0mg/L时显著下降(P<0.05)。研究表明,在铜藻产业化开发应用过程中,其养殖海域的重金属污染是需要考虑的重要因素。     

Cu(Ⅱ)对海胆免疫相关酶活性的影响及其在壳中蓄积量的研究

为研究环境中Cu(Ⅱ)对经济棘皮动物的生理影响,以5月龄和15月龄中间球海胆Strongylocentrotus intermdius为试验材料,根据国家海水水质标准(GB3097—1997)中对Cu(Ⅱ)浓度的限定值设置试验浓度,测定中间球海胆的24 h半致死浓度(24 h LC50)、体腔液中免疫相关酶活性、丙二醛(MDA)含量和壳中Cu(Ⅱ)蓄积量。结果表明:随着Cu(Ⅱ)浓度的升高海胆死亡率明显增加,Cu(Ⅱ)对中间球海胆的24 h LC50为0.247 mg/L;0.012 mg/L浓度组Cu(Ⅱ)对海胆体腔液中超氧化物歧化酶(SOD)活性表现为诱导—抑制效应,其他浓度组Cu(Ⅱ)对SOD活性均表现为抑制效应,随着Cu(Ⅱ)浓度的升高SOD活性呈先升高再下降的趋势;Cu(Ⅱ)对各浓度组内CAT活性表现为诱导—抑制效应,30 d时各浓度组CAT活性均降到最低且显著低于对照组(P<0.05);随着Cu(Ⅱ)浓度的升高海胆体腔液中过氧化物酶(POD)活性表现为升高趋势,30 d时各浓度组POD活性均达到最高且显著高于对照组(P<0.05);0.012 mg/L浓度组Cu(Ⅱ)对海胆体腔液中溶菌酶(LZM)活性表现为诱导—抑制效应,其他浓度组内Cu(Ⅱ)对LZM活性表现为诱导效应;各浓度组内Cu(Ⅱ)对海胆体腔液中丙二醛(MDA)含量均表现为诱导—抑制效应;中间球海胆壳对Cu(Ⅱ)的蓄积量随着处理时间的延长逐渐升高。本研究结果可为环境中Cu(Ⅱ)对海胆的生理影响研究及利用海洋生物方法检测海洋中Cu(Ⅱ)污染的情况提供参考。     

长期摄入过量氟对大鼠甲状腺形态和功能的影响

目的探讨长期摄入过量氟对大鼠甲状腺形态和功能的影响。方法将120只Wistar大鼠随机分为对照组(自来水,氟离子浓度0.344 mg/L)、低氟组(5 mg/L)、中氟组(10 mg/L)和高氟组(20 mg/L)4组。分别在饮水染毒第2、4、8个月末每组处死雌雄大鼠各5只。称取甲状腺重量,在光镜下观察甲状腺组织形态,用放射免疫法检测血清中促甲状腺激素(TSH)、总四碘甲腺原氨酸(TT4)、游离四碘甲腺原氨酸(FT4)、总三碘甲腺原氨酸(TT3)和游离三碘甲腺原氨酸(FT3)的水平,比较各组间指标差异。结果与对照组比较,染毒4、8个月末,高氟组大鼠TSH明显降低(P小于0.05);氟染毒各组TT4和FT4水平在染毒2个月末均明显增加(P小于0.05),之后呈降低趋势;在染毒过程中TT3和FT3水平无明显变化(P大于0.05)。在染毒2个月末,染毒组大鼠甲状腺即出现增生小滤泡,胶质减少,少数滤泡变大,滤泡上皮细胞扁平;随着染毒时间的延长,滤泡增生更加活跃,滤泡腔变小,部分甲状腺还可见融合巨滤泡。结论长期摄入过量氟可导致甲状腺形态和功能异常,且暴露时间可能是重要的影响因素。     

镉胁迫对蚤状溞的生长及抗氧化酶活力的影响

目的探讨蚤状溞作为指示生物监测镉污染的可行性。方法实验室条件下,研究Cd2+对蚤状溞的生长及总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活力的影响。结果在亚致死浓度下,低质量浓度(0.0125 mg/L)Cd2+在短时间内对蚤状溞的生长具有促进作用;中、高质量浓度(0.025 mg/L及以上)Cd2+对蚤状溞生长则具有显著的抑制作用。在染毒12 h后3种酶活力各质量浓度组均比对照组有所下降;随着染毒时间的延长(24~72 h),低、中质量浓度组的酶活力呈现先升高再下降的趋势,而高质量浓度组的酶活力则一直低于对照组。结论以蚤状溞作为监测水体环境中Cd2+污染的指示生物是可行的。     

中间球海胆(♀)与光棘球海胆(♂)种间杂交及自繁后代生长与表型特征比较

为了解中间球海胆Strongylocentrotus intermedius(Si)与光棘球海胆Strongylocentrotus nudus(Sn)杂交后代的杂种优势及表型特征,以同期培育的中间球海胆(♀)与光棘球海胆(♂)种间杂交子一代(Si♀×Sn♂)幼胆及自繁子一代幼胆为研究对象,对3种海胆的成活率、生长表现(生长速度和表型变异)和表型特征(管足色素细胞数量、骨片形状、棘刺的颜色和长度)进行了比较。结果表明:经过90 d的养殖,中间球海胆和光棘球海胆的最终成活率均为100%,杂交海胆为97%,但3种海胆间无显著性差异(P>0.05);在0⁶0 d的养殖范围内,杂交海胆具有最快的特定生长率(4.00%/d),且显著高于中间球海胆(2.91%/d)和光棘球海胆(3.15%/d)(P<0.05),而后两者之间无显著性差异(P>0.05),6060 d的养殖范围内,杂交海胆具有最快的特定生长率(4.00%/d),且显著高于中间球海胆(2.91%/d)和光棘球海胆(3.15%/d)(P<0.05),而后两者之间无显著性差异(P>0.05),60⁹0 d时,3种海胆的特定生长率之间均无显著性差异(P>0.05);试验结束时,杂交海胆体质量的变异系数(76.12%)显著高于光棘球海胆(63.81%)和中间球海胆(52.05%)(P<0.05),表明种间杂交显著增加了后代的遗传变异;光棘球海胆管足中色素细胞数量最多,中间球海胆最少,杂交海胆的色素细胞数量介于父母本之间;杂交海胆棘刺为浅紫色,介于中间球海胆的白色和紫海胆的深紫色之间,而棘长较父母本细短;与棘色和管足颜色不同,杂交海胆骨片两端的突起产生了新的变异。研究表明,在幼胆期杂交海胆的表型特征明显区别于父母本,具有更快的生长速度和更高的变异水平,具有较高的育种价值。     

雌二醇对中间球海胆生长、性腺发育及胆固醇代谢的影响

为探讨雌二醇(estradiol)对体质量为(13.58±0.79)g的中间球海胆Strongylocentrotus intermedius性腺发育的调控机制,在室内水槽(200 L)中进行为期60 d的注射试验。试验分对照组、雌二醇(5μg/m L)注射组和他莫昔芬(tamoxifen)(25μg/m L)注射组,每3 d注射1次,并于第30天和第60天时两次取样测定海胆增重率(WGR)、性腺指数(GSI)、性类固醇激素含量和胆固醇合成相关基因的表达量。结果表明:注射雌二醇或他莫昔芬并未显著影响海胆的生长速率,却显著影响试验末期海胆的性腺指数,雌二醇组海胆性腺指数显著高于对照组和他莫昔芬组(P<0.05);试验结束时,雌二醇组和他莫昔芬组海胆体腔液中雌二醇含量和性腺中胆固醇含量均显著高于对照组(P<0.05),雌二醇组海胆性腺中雌二醇含量最高,显著高于对照组和他莫昔芬组(P<0.05);雌二醇组海胆性腺和消化道中主要卵黄蛋白(MYP)基因均高于对照组,但均未有显著性差异(P>0.05);雌二醇组和他莫昔芬组海胆性腺和消化道中性类固醇激素合成关键基因CYP17和胆固醇合成关键基因CYP51表达量均显著高于对照组(P<0.05);他莫昔芬组海胆性腺中CYP17和CYP51基因表达量均低于雌二醇组(P>0.05)。研究表明,注射雌二醇显著提高了中间球海胆性腺指数、体内雌二醇含量和雌二醇合成相关基因的表达量,这可能是雌二醇促进海胆性腺发育的调控机制。     

雌二醇对中间球海胆生长、性腺发育及胆固醇代谢的影响

为探讨雌二醇(estradiol)对体质量为(13.58±0.79)g的中间球海胆Strongylocentrotus intermedius性腺发育的调控机制,在室内水槽(200 L)中进行为期60 d的注射试验。试验分对照组、雌二醇(5μg/m L)注射组和他莫昔芬(tamoxifen)(25μg/m L)注射组,每3 d注射1次,并于第30天和第60天时两次取样测定海胆增重率(WGR)、性腺指数(GSI)、性类固醇激素含量和胆固醇合成相关基因的表达量。结果表明:注射雌二醇或他莫昔芬并未显著影响海胆的生长速率,却显著影响试验末期海胆的性腺指数,雌二醇组海胆性腺指数显著高于对照组和他莫昔芬组(P<0.05);试验结束时,雌二醇组和他莫昔芬组海胆体腔液中雌二醇含量和性腺中胆固醇含量均显著高于对照组(P<0.05),雌二醇组海胆性腺中雌二醇含量最高,显著高于对照组和他莫昔芬组(P<0.05);雌二醇组海胆性腺和消化道中主要卵黄蛋白(MYP)基因均高于对照组,但均未有显著性差异(P>0.05);雌二醇组和他莫昔芬组海胆性腺和消化道中性类固醇激素合成关键基因CYP17和胆固醇合成关键基因CYP51表达量均显著高于对照组(P<0.05);他莫昔芬组海胆性腺中CYP17和CYP51基因表达量均低于雌二醇组(P>0.05)。研究表明,注射雌二醇显著提高了中间球海胆性腺指数、体内雌二醇含量和雌二醇合成相关基因的表达量,这可能是雌二醇促进海胆性腺发育的调控机制。     

中间球海胆smad2/3基因克隆、组织表达及其脂多糖刺激响应

为明确中间球海胆Strongylocentrotus intermedius smad2/3基因(命名为Si-smad2/3)信息,初步研究了该基因的序列特征、组织表达模式及脂多糖对其表达的影响,采用RACE技术克隆获得了成体中间球海胆Si-smad2/3基因的全长cDNA序列。结果表明:Si-smad2/3基因的cDNA全长为2146 bp,共编码446个氨基酸;生物信息学分析发现,Si-smad2/3基因所编码的蛋白相对分子质量为50 300,等电点为6.93,属于亲水性非跨膜蛋白;通过与9种已公布物种的smad2/3蛋白氨基酸序列进行多重序列比对和系统进化分析发现,中间球海胆Si-smad2/3蛋白的氨基酸序列与其他真核生物smad2/3蛋白序列具有较高的相似性,与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus smad2/3蛋白的一致性高达96%,符合中间球海胆的分类和进化地位;实时定量PCR(qRT-PCR)检测结果显示,Si-smad2/3基因在中间球海胆不同组织中均有表达,其相对表达量从高到低为体腔细胞>管足>性腺>围口膜>肠>齿间肌;利用脂多糖(LPS,0.1 mg/mL)对中间球海胆进行免疫刺激发现,与对照组相比,LPS刺激后Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞、管足和围口膜中均呈先升高后降低的表达趋势,其中,Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞中的相对表达量在LPS刺激9 h时达到峰值,管足中表达量在LPS刺激6 h时达到峰值,而围口膜中的表达量在LPS刺激72 h时达到峰值。研究表明,Si-smad2/3可能参与中间球海胆的免疫应答过程且免疫响应具有组织特异性。     

中间球海胆smad2/3基因克隆、组织表达及其脂多糖刺激响应

为明确中间球海胆Strongylocentrotus intermedius smad2/3基因(命名为Si-smad2/3)信息,初步研究了该基因的序列特征、组织表达模式及脂多糖对其表达的影响,采用RACE技术克隆获得了成体中间球海胆Si-smad2/3基因的全长cDNA序列。结果表明:Si-smad2/3基因的cDNA全长为2146 bp,共编码446个氨基酸;生物信息学分析发现,Si-smad2/3基因所编码的蛋白相对分子质量为50 300,等电点为6.93,属于亲水性非跨膜蛋白;通过与9种已公布物种的smad2/3蛋白氨基酸序列进行多重序列比对和系统进化分析发现,中间球海胆Si-smad2/3蛋白的氨基酸序列与其他真核生物smad2/3蛋白序列具有较高的相似性,与紫球海胆Strongylocentrotus purpuratus smad2/3蛋白的一致性高达96%,符合中间球海胆的分类和进化地位;实时定量PCR(qRT-PCR)检测结果显示,Si-smad2/3基因在中间球海胆不同组织中均有表达,其相对表达量从高到低为体腔细胞>管足>性腺>围口膜>肠>齿间肌;利用脂多糖(LPS,0.1 mg/mL)对中间球海胆进行免疫刺激发现,与对照组相比,LPS刺激后Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞、管足和围口膜中均呈先升高后降低的表达趋势,其中,Si-smad2/3基因在中间球海胆体腔细胞中的相对表达量在LPS刺激9 h时达到峰值,管足中表达量在LPS刺激6 h时达到峰值,而围口膜中的表达量在LPS刺激72 h时达到峰值。研究表明,Si-smad2/3可能参与中间球海胆的免疫应答过程且免疫响应具有组织特异性。