镉和汞对中华大蟾蜍蝌蚪形态、甲状腺、骨骼、肝脏的慢性毒理效应

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中华大蟾蜍(Bufo gargarizans),东亚特有种,常见于人工池塘、水渠河流等,分布广泛,对环境因子较为敏感,是研究环境污染物对生理生化指标影响大小的良好材料。在镉(Cd)的慢性毒理实验中,通过设置0、5、10、50、100和500μg/L的镉浓度,检测镉离子对中华大蟾蜍蝌蚪的变态发育、骨骼生长、甲状腺组织病理和甲状腺内分泌相关基因的影响。在汞(Hg)的慢性毒理实验中,通过设置0、6、12、18、24和30μg/L的汞浓度,探讨汞离子对中华大蟾蜍蝌蚪的生长发育、甲状腺和肝脏组织病理、肝脏超微结构变化、氧化应激和肝脏脂代谢相关基因的不利影响。主要研究结果如下:1.在高浓度镉(100和500μg/L)的暴露下,中华大蟾蜍蝌蚪死亡率增加,变态速率显著延缓。此外,在100和500ug/L镉浓度中,42期的中华大蟾蜍蝌蚪体长、后肢长、尾长和体重都极显著减小。在46期中,暴露于500ug/L镉浓度的中华大蟾蜍蝌蚪体长和后肢长都显著下降,但是体重并没有显著差异。同时,暴露于高浓度镉(50、100和500ug/L)中,42和46期中华大蟾蜍蝌蚪的骨骼发育都出现骨骼钙化不完全现象,并且甲状腺滤泡细胞也出现增生和畸形现象。此外,Real-time PCR分析表明,暴露于高剂量镉的42和46期中华大蟾蜍蝌蚪脱碘酶(Dio2)和甲状腺激素受体(TRβ)的mRNA表达水平明显降低。2.在高浓度汞(24和30μg/L)的暴露下,中华大蟾蜍蝌蚪死亡率显著增加,变态速率显著降低。在18、24和30μg/L汞浓度中,蝌蚪的体长、后肢长、尾长和体重都显著减小。此外,甲状腺和肝脏组织病理切片显示,随着汞离子浓度的增加,蝌蚪甲状腺滤泡之间间隙变大,滤泡出现细胞增生和变形现象;蝌蚪肝细胞之间间隙变大,黑色素巨噬细胞显著增多,血窦扩张,肝细胞正常栅栏组织损伤,肝细胞空泡化,细胞边缘不清楚。同时,对蝌蚪肝脏进行透射电镜观察发现,在高浓度汞的胁迫下,蝌蚪肝脏组织中出现细胞核变形,线粒体数量减少、出现空泡化,细胞碎片等现象。此外,Real-time PCR分析表明:在高剂量汞(24和30μg/L)的影响下,中华大蟾蜍蝌蚪脱碘酶(Dio2)和甲状腺激素受体(TRβ和TRα)的mRNA表达水平显著降低;热休克蛋白(HSP)和超氧化物歧化酶(SOD)两种氧化应激mRNA表达水平显著上调,而谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)基因表达水平显著下调;同时,肉碱棕榈酰转移酶(CPT)、固醇载体蛋白(SCP)、酯酰辅酶A氧化酶(ACOX)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARα)四种脂酯β-氧化分解相关mRNA基因表达水平显著下降;脂肪酸延长酶(FAE)、脂肪酸合成酶(FAS)和乙酰辅酶A羧化酶(ACC)三种脂酯合成相关mRNA基因表达量显著上调。综上所述,高剂量的镉能破坏中华大蟾蜍蝌蚪的甲状腺系统,导致中华大蟾蜍蝌蚪变态率减速,身体大小减少,骨骼发育迟缓。在汞的胁迫下,能导致中华大蟾蜍蝌蚪,变态率减速,身体大小减少。同时,高浓度汞能干扰肝脏甲状腺激素途径,引起氧化应激,并且可通过增加脂质合成,降低脂肪酸β-氧化能力,影响肝脏正常脂质代谢。本实验揭示了镉离子和汞离子污染对中华大蟾蜍幼虫生长发育,组织生理学,形态学,氧化应激、脂代谢和甲状腺激素基因表达量的毒理效应。实验结果能够全方位的反应出镉离子和汞离子污染区域两栖类动物的生存状态,可以为治理生态环境和保护两栖类动物提供宝贵意见和数据支持。同时,实验结果也能够使人们清楚地认识到环境污染的严重性。
摘要第3-5页
Abstract第5-6页
第一章 重金属污染对两栖类动物的毒理学研究进展第9-15页
    1 重金属污染现状第9-10页
        1.1 中国重要河流重金属污染情况第9-10页
        1.2 中国重要湖泊重金属污染情况第10页
    2 重金属对两栖类动物的毒理影响第10-12页
        2.1 重金属对两栖类生长、变态的影响第11页
        2.2 重金属对两栖类组织病理学的影响第11页
        2.3 重金属对两栖类的氧化应激作用第11-12页
    3 两栖类生存现状、环境生物监测及研究意义第12-15页
        3.1 两栖类生存现状第12-13页
        3.2 两栖类作为环境生物监测指示物种的意义第13页
        3.3 研究意义第13-15页
第二章 镉离子对中华大蟾蜍蝌蚪的慢性毒理效应第15-29页
    1 前言第15-16页
    2 实验方法和材料第16-18页
        2.1 实验物种与饲养第16页
        2.2 慢性毒理暴露第16-17页
        2.3 石蜡切片与HE染色第17页
        2.4 骨骼染色第17页
        2.5 RT-PCR分析mRNA表达量第17-18页
        2.6 统计分析第18页
    3 结果第18-27页
        3.1 死亡率第18-19页
        3.2 变态率第19页
        3.3 蝌蚪身体大小第19-20页
        3.4 甲状腺组织切片第20-21页
        3.5 Dio2,Dio3,TRβ和TRα的mRNA基因表达量第21-22页
        3.6 骨骼发育的影响第22-27页
    4 讨论第27-29页
第三章 汞离子对中华大蟾蜍蝌蚪的慢性毒理效应第29-49页
    1 前言第29-31页
    2 实验材料和方法第31-34页
        2.1 实验物种与饲养第31页
        2.2 溶液配制第31页
        2.3 慢性毒理暴露第31-32页
        2.4 水的质量检测第32页
        2.5 组织病理学切片第32页
        2.6 肝脏透射电镜分析第32-33页
        2.7 RNA提取与cDNA合成第33页
        2.8 实时荧光定量PCR第33-34页
        2.9 统计分析第34页
    3 结果第34-43页
        3.1 死亡率第34-35页
        3.2 变态率第35页
        3.3 蝌蚪身体大小第35-36页
        3.4 甲状腺组织切片第36-38页
        3.5 肝脏组织切片第38-39页
        3.6 肝脏超显微结构第39-40页
        3.7 Dio2,Dio3,TRβ和TRα基因表达量分析第40-41页
        3.8 HSP,SOD和PHGPx基因表达量分析第41-42页
        3.9 CPT, SCP,ACOX和PPARα基因表达量分析第42-43页
        3.10 FAE,FAS和ACC基因表达量分析第43页
    4 讨论第43-49页
总结第49-51页
参考文献第51-65页
致谢第65-67页
攻读硕士学位期间研究成果第67页
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