三种新烟碱类农药对蚯蚓体重及溶酶体膜的影响

新烟碱类农药的大量使用,导致非靶标生物受到威胁,如美国蜜蜂种群数量锐减等。蚯蚓作为土壤生态系统中的一种重要动物,是生态环境安全评价的一个重要指标。本试验采用标准化人工土壤法,研究了吡虫啉、噻虫啉和氯噻啉3种新烟碱类农药对蚯蚓体重损失率和体腔细胞溶酶体膜稳定性的影响。试验结果表明,仅高浓度吡虫啉(1.6mg/kg)、噻虫啉(6.4mg/kg)和氯噻啉(1.6mg/kg)对蚯蚓生长有抑制作用;3种药剂对体腔细胞溶酶体膜稳定性的影响具有时间和剂量效应,对溶酶体膜的毒性作用随着药剂浓度增加和暴露时间延长而增强。相同剂量下,处理7d时,氯噻啉引起的蚯蚓体重损失率显著高于吡虫啉和噻虫啉;而对于溶酶体膜的毒性,在处理第2天时,氯噻啉显著高于吡虫啉和噻虫啉。同时,蚯蚓体腔细胞溶酶体膜中性红保留时间较蚯蚓体重损失率更为敏感,更适合于监测低剂量污染物对非靶标生物的影响。

用蚯蚓溶酶体作为检测土壤污染的生物标志物

蚯蚓体腔细胞内的溶酶体能积累中性红染料.当受到环境胁迫时,溶酶体膜容易破裂,染料就逐步泄露到细胞质中,使细胞染成红色.中性红的保持时间(neutral red retention time,NRRT)可反映溶酶体受损情况.用不同浓度乙草胺和不同浓度Se处理赤子爱胜蚓(Eisenia fetida),观察体腔细胞溶酶体中性红染色的保持时间.结果表明,随乙草胺和Se处理浓度的增高和处理时间的延长,NRRT缩短;NRRT与土壤中乙草胺残留的浓度呈明显的负相关,与蚯蚓体内富集的Se也有明显的负相关.可见,蚯蚓溶酶体中性红染色保持时间是测定土壤污染物的生物标志物,在环境风险评价和土壤监测中具有稳定性和准确性,可作为早期预警生物标志物.

土壤菲多次叠加污染对蚯蚓的毒性效应

采用多次叠加污染的方式模拟菲（Phenanthrene，Phe）在土壤中逐步累积的过程，分析在不同老化阶段（1、7、14、28和56d）土壤Phe的生物有效性特征，及其对蚯蚓体腔细胞酶活性、染色体和溶酶体膜的毒性效应。结果表明：随着土壤培养时间的延长，土壤中Phe有效含量、蚯蚓体内Phe富集量、蚯蚓体腔细胞超氧化物歧化酶（Superoxidedismutase，SOD）和过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性、丙二醛（Malondialdehvde，MDA）含量以及微核率均呈前期（1～28d）下降较快，后期（29。56d）下降速率逐渐减小的趋势，中性红保留时间呈逐渐升高的趋势，表明随着培养时间的延长，Phe对蚯蚓的毒性效应逐渐减小。土壤Phe有效含量与蚯蚓体内Phe富集量、SOD和POD酶活性、MDA含量、微核率和中性红保留时间均呈极显著相关（P〈0．01），决定系数（尺。）分别为0．8879、0．8934、0．8709、0．9305、0．8933和0．8851。在1～56d老化时间内，多次叠加污染土壤中Phe有效含量和蚯蚓体内Phe富集量分别较一次污染低23．19％。50．15％和12．64％～57．89％；蚯蚓体腔细胞SOD和POD酶活性分别较一次污染低3．40％～47．24％和6．49％～38．02％；MDA含量比一次污染低1．30％～57．82％；微核率较一次污染低12．48％～22．99％；中性红保留时间较一次污染高1．35％～13．97％，这表明土壤Phe多次叠加污染对蚯蚓体腔细胞的毒性效应低于一次污染。

镉和汞胁迫对四角蛤蜊(Mactra veneriformis)血细胞的毒性损伤研究

采用透射电镜观察、溶酶体膜稳定性衡量和微核生成率检测的方法,系统研究了室内模拟Cd和Hg污染胁迫对四角蛤蜊血细胞的毒性损伤。结果表明,Cd对四角蛤蜊血细胞超微结构的损伤表现出明显的浓度依赖效应,125μg/L Cd胁迫下血细胞结构损伤程度高于25μg/L Cd胁迫;不同浓度Cd和Hg暴露14天后,各处理组(2μg/L Hg处理组除外)中性红保持时间(NRRT)随胁迫浓度的增高逐渐降低,微核率(MNF)和总畸形核率(TANF)随胁迫浓度的增高而逐渐增大;25μg/L Hg处理组血细胞中性红保持时间要低于25μg/ 处理组,而微核率和总畸形核率则高于25μg/L Cd处理组,说明Hg胁迫对四角蛤蜊血细胞溶酶体膜和细胞核具有更强的损伤作用;相关性分析表明中性红保持时间、微核率和总畸形核率三种指标对于衡量重金属污染对四角蛤蜊血细胞的毒性效应有非常好的协同检测作用,可以作为有效的生物标志物。

镉与菲复合污染对安德爱胜蚓(Eisenia andrei)溶酶体膜稳定性的影响

采用自然土壤染毒法,研究镉(Cd)与菲(Phe)单一及复合污染对安德爱胜蚓(Eisenia andrei)体腔细胞溶酶体膜中性红保持时间(NRRT)的影响,探讨Cd、Phe的跨膜毒理机制。结果表明,NRRT与Cd污染浓度和染毒时间存在明显的剂量-效应关系。随染毒时间延长,Cd与Phe复合污染对蚯蚓体腔细胞毒性逐渐增加。蚯蚓染毒7d后和染毒14d后,Cd与Phe复合污染对蚯蚓体腔细胞溶酶体膜损伤的交互作用都表现为协同作用;Cd是影响Cd-Phe复合污染对蚯蚓体腔细胞溶酶体膜NRRT影响的主效应因子。NRRT表征Cd-Phe复合污染毒性灵敏、准确、重复性好,是评价Cd-Phe单一及复合污染的一种合理可行的实验方法,可用于对Cd-Phe复合污染的早期预警。

两种壳色福寿螺免疫功能的比较研究

为了解黑壳和黄壳福寿螺免疫功能的差异,本实验研究了氯硝柳胺对两种壳色福寿螺的急性毒性效应,并对四川地区黑壳福寿螺和黄壳福寿螺血细胞酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、过氧化物酶(POX)、中性红(NRD)、脂类(PAS)和糖原(SBB)细胞化学染色的观察及中性红试验(NRRT)的差异进行了比较。结果显示,黑壳福寿螺对氯硝柳胺24 h和48 h的半致死浓度分别为0.77 mg/L和0.46 mg/L,均高于黄壳福寿螺。透明细胞和颗粒细胞的细胞化学染色阳性主要分布在细胞质,且颗粒细胞中的颗粒物质呈强烈阳性;黑壳福寿螺ACP、AKP、POX阳性比例均大于黄壳福寿螺,且前者AKP和POX阳性细胞比例显著大于后者,NRD和SBB着染程度和阳性比例均无显著差异,黑壳福寿螺PAS着染程度更为强烈。NRRT实验发现,黑壳福寿螺血细胞的中性红滞留时间(9.15 min)是黄壳福寿螺的1.8倍。研究表明,黑壳福寿螺对氯硝柳胺死亡率及血细胞AKP、POX、糖原成分及中性红滞留时间是影响其与黄壳福寿螺免疫功能差异的重要因素。

土壤铅污染对蚯蚓体腔细胞溶酶体的毒性效应

以蚯蚓溶酶体膜的稳定性作为亚细胞水平的生物标志物,研究土壤铅污染的毒性效应。将赤子爱胜蚓(Eiseniafetida)暴露于不同浓度乙酸铅染毒的人工土壤,染毒浓度为60、120、480、2400mg·kg-1,测定蚯蚓体腔细胞溶酶体的中性红保留时间(NRRT)。结果表明,染毒6d后,480mg·kg-1及2400mg·kg-1剂量组,NRRT显著下降,抑制率分别为63.06%、68.61%;60mg·kg-1及120mg·kg-1剂量组,溶酶体膜稳定性变化不大。染毒14d后,各染毒组NRRT显著低于对照组,抑制率分别为49.43%、56.29%、68.57%、77.14%。将赤子爱胜蚓暴露于沈阳市青年公园、劳动公园、友谊宾馆、冶炼厂原址的现场土壤样品中,随着蚯蚓与土壤接触时间的增加,中性红保留时间逐渐降低,14d后各采样点蚯蚓的中性红保留时间关系为冶炼厂原址<青年公园<劳动公园<友谊宾馆,与土壤铅含量的大小变化相吻合,其中冶炼厂原址差异最为显著,NRRT抑制率为92.55%,表明土壤重金属铅污染对土壤生态系统存在潜在的毒害。

弱碱性农田土壤重金属污染对粉正蚓种群密度和生物量的影响研究

为了探讨弱碱性农田土壤重金属污染对粉正蚓Lumbricus rubellus种群密度和生物量的影响,本研究于2016年5—8月,选取以重金属Cd、Pb、Zn、Cu污染为主的甘肃省白银市四龙镇梁庄村和双合村的玉米农田作为实验样地,同时以自然条件相近但相对无污染的永靖县尤塬村的玉米农田作为参照样地。本研究对比检测了实验样地与参照样地的重金属污染水平,粉正蚓种群密度、抗氧化酶活力(SOD、CAT和GSH-PX)、金属硫蛋白浓度和溶酶体膜损伤程度等指标。结果显示,2个实验样地粉正蚓抗氧化酶活力与参照样地的差异无统计学意义(P>0.05),但金属硫蛋白浓度极显著高于参照样地(P<0.01),表明粉正蚓在受到重金属污染胁迫后产生了明显的应激反应;与参照样地相比,实验样地粉正蚓体腔细胞内中性红保留时间极显著缩短(P<0.01),表明土壤重金属污染已导致粉正蚓溶酶体膜受损;实验样地粉正蚓的种群密度和生物量与参照样地相比,总体上显著(P<0.05)甚至极显著(P<0.01)下降。研究结果表明,弱碱性农田土壤中粉正蚓种群密度与生物量显著低于相对无污染地区,这可能与长期重金属污染导致粉正蚓溶酶体膜损伤、抗氧化酶活力不稳定以及对环境胁迫应激反应增强等有关。

柴油水溶性成分胁迫下菲律宾蛤仔溶酶体生物标志物的应答

溶酶体生物标志物是环境污染引起生物效应的早期预警信号。石油类污染物对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)溶酶体完整性的影响尚未研究。本研究以0号柴油的水溶性成分(WSF)为污染物,以养殖的菲律宾蛤仔为受试生物,测试3种溶酶体生物标志物对柴油WSF胁迫应答的剂量-效应关系和时间-效应关系。采用室内模拟暴露实验,将菲律宾蛤仔置于添加不同浓度(0.1~1.6 mg/L)柴油WSF的海水中5 d,结果显示:不同浓度的暴露组血细胞溶酶体中性红保留时间(NRRT)值比对照组低23.1%~48.5%(p<0.05或p<0.01)。而各浓度暴露组的鳃和内脏团酸性磷酸酶(ACP)活性均与对照组无显著差异。选取柴油WSF为0.8 mg/L进行污染的时间-效应实验,于第0、1、3、7、11天取样测定,结果显示:暴露组NRRT值始终低于对照组,且在第1、3天差异显著(p<0.05)。暴露组鳃和内脏团ACP活性都是先逐步升高到第7天达最大值后迅速下降,鳃ACP活性从第3天到第11天与对照组差异显著(p<0.01),内脏团ACP活性从第7天到第11天与对照组差异显著(p<0.05)。本研究未能获得基于N-乙酰-β-氨基己糖苷酶的组织化学染色反应上的溶酶体膜稳定性(LMS)应答。研究表明,菲律宾蛤仔血细胞NRRT和鳃ACP活性可作为海洋污染生物效应监测的潜在生物标志物。

溶酶体检测在海洋污染监测中的应用研究进展

溶酶体(lysosome)是真核细胞内重要的细胞器.近年来随着对溶酶体结构和功能研究的深入,溶酶体被认为是亚细胞水平上的有毒物质的靶点,在国外已广泛应用于海洋污染监测.本文概述了溶酶体标志酶、溶酶体-自噬系统和溶酶体膜的生物学特性,在此基础上介绍了利用溶酶体检测技术进行海洋污染监测的原理和方法.双壳贝类消化腺和鱼类肝脏最适于作为溶酶体检测的敏感器官;采用溶酶体膜稳定性测定(LMS)、溶酶体中性红保留时间测定(NRRT)、溶酶体形态测量(MM)、溶酶体标志酶免疫组化测定(Ih)和电镜(EM)观察等技术,能够指示海洋污染状况,因此溶酶体可作为生物标志物监测海洋环境污染.文中还分析了溶酶体检测的优缺点以及应注意问题,对其应用前景进行了展望.

不同镉离子浓度诱导饲养对参环毛蚓体腔细胞溶酶体膜的影响

目的 观察不同浓度镉离子诱导饲养对参环毛蚓体腔细胞溶酶体膜的毒性效应.方法 选取健康参环毛蚓70只,按照饲养土壤镉离子浓度的不同随机分为7组,每组10只.各组土壤镉离子浓度分别为0.28（对照组）、3.28、6.28、12.28、18.28、24.28和30.28 mg/kg,采用不同浓度镉离子诱导参环毛蚓染毒并饲养14 d.诱导饲养7 d和14 d时观察参环毛蚓体腔细胞的形态变化,测定其体腔细胞溶酶体中性红保留时间.结果 高浓度镉离子诱导参环毛蚓体腔细胞溶酶体的损害明显.诱导饲养7 d,对照组、3.28、6.28、12.28、18.28、24.28和30.28 mg/kg镉离子浓度组参环毛蚓体腔细胞溶酶体中性红保留时间随着镉离子浓度的增加而逐渐缩短,分别为（71.3±2.4）、（60.5±1.6）、（55.1±2.9）、（51.9±3.6）、（46.0±2.5）、（38.8±1.8）、（34.2±2.0）min.与对照组比较,诱导饲养7 d、14d时各实验组参环毛蚓溶酶体中性红保留时间明显缩短（均P＜0.05）.结论 体腔细胞溶酶体中性红保留时间可用于评价土壤中重金属镉对参环毛蚓的毒性效应.