本文主要研究内容
作者曹瑞文（2019）在《海水酸化和痕量金属(Cd2+和Cu2+)对经济贝类的复合毒性效应研究》一文中研究指出：工业革命以来,化石燃料燃烧和森林砍伐等人类活动向大气释放了大量的CO2气体。约占地球表面积71%的海洋吸收了大约30%人为CO2排放量,造成海水pH值的降低和海水碳酸盐缓冲体系的改变,该过程被称为海洋酸化(海水酸化)。在近岸海域,海水酸化并非孤立存在,而通常与痕量金属污染、海水升温和低氧等其他环境压力因素并存,导致近海生态系统所面临的环境胁迫更为复杂和多样化。相比多因素复合影响,目前的研究主要关注单一压力源对关键生态类群的影响。海洋双壳贝类是潮间带-近海生态系统的重要组成部分,具备重要的生态服务价值和经济价值。本研究旨在阐明海水酸化和痕量金属(Cd2+和Cu2+)复合暴露对近海代表性双壳贝类的毒性作用机制,从而为全球气候变化背景下痕量金属污染的生态风险评价提供科学依据。研究主要包括以下几部分:(1)以长牡蛎为研究对象,通过检测鳃和消化腺组织的氧化应激反应、组织病理学变化和细胞凋亡等生理指标,结合Cd2+的组织富集和亚细胞分布特征,评估了海水酸化和Cd2+暴露对长牡蛎的胁迫作用;结果发现,海水酸化暴露能够增加Cd2+在鳃(pH值为7.8时Cd2+含量增加约57%,pH值为7.6时Cd2+含量增加约22%)和消化腺(pH值为7.8时Cd2+含量增加约38%,pH值为7.6时Cd2+含量增加22%)组织中的富集。在海水酸化和Cd2+暴露条件下,鳃组织BIM(生物非活性金属)组分中Cd2+的分配较高(约60%),而消化腺BIM组分中Cd2+含量约为45%;这种Cd2+亚细胞分配模式的差异可能是造成鳃和消化腺组织对海水酸化和Cd2+暴露敏感性差异的原因所在。此外,海水酸化能够加剧环境相关浓度Cd2+对长牡蛎的生理生化毒性,海水酸化和Cd2+在诱导长牡蛎氧化应激、组织病理损伤和细胞凋亡等方面具有协同作用(p<0.05)。(2)以长牡蛎为研究对象,通过检测血淋巴细胞的免疫功能和TLR通路相关基因的表达特征,评估了海水酸化和Cd2+暴露对长牡蛎的免疫毒性;结果发现,海水酸化和Cd2+单独/复合暴露能够抑制血细胞吞噬活性,并可诱导血细胞ROS含量、DNA损伤和细胞凋亡率的升高,表明海水酸化能够加剧Cd2+对长牡蛎的免疫毒性作用;双因素交互分析发现,海水酸化和Cd2+暴露对血细胞DNA损伤和ROS产生具有显著的交互作用(p<0.05)。此外,海水酸化(pH 7.6)和Cd2+复合暴露能够诱导TLR通路相关基因(Toll-1、IKB、Rel、MyD88和TRAF3)以及免疫因子(TNF和整合蛋白β-1B)基因表达量的显著上调,且海水酸化和Cd2+暴露对多数免疫相关基因(Toll-1、MyD88、TRAF3、SOD、HSP90和TNF)表达具有显著的交互作用(p<0.05)。本研究结果提示,海水酸化和Cd2+复合暴露导致长牡蛎血细胞免疫功能的紊乱,由此可能造成机体更易于遭受病原侵袭。(3)利用传统生理生态学技术,研究了海水酸化和Cu2+暴露对长牡蛎的胁迫作用,发现复合暴露可导致软体部Cu2+富集含量的显著升高(p<0.05);同时,海水酸化和Cu2+暴露可诱导机体产生氧化应激、细胞损伤、能量代谢紊乱和神经毒性等负面效应,机体则采取降低呼吸率和增加糖酵解等能量策略来应对环境胁迫,但该能量调整策略不具有长期可持续性。海水酸化和Cu2+单独/复合暴露均能够造成长牡蛎鳃组织的损伤,主要损伤类型包括鳃丝肿胀、空泡增多、纤毛缺失和嗜酸性颗粒的胞质内包裹体增加等现象。基于损伤指数(pH 8.1+Cu2+=0.9;pH7.8+Cu2+=1.0;pH7.6+Cu2+=1.4),发现海水酸化能够加剧Cu2+暴露对长牡蛎鳃组织的损伤程度。此外,结合综合生物标志物指数(IBR),发现海水酸化和Cu2+复合暴露对长牡蛎产生的胁迫压力显著高于单独胁迫组。(4)选取不同生态位类型的菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum和栉孔扇贝Chlamy farreri为研究对象,开展了海水酸化和Cu2+暴露对两种双壳贝类的比较研究,结果发现:海水酸化能够显著增加Cu2+在两种重要经济贝类的富集(p<0.05);此外,海水酸化能增加Cu2+对两种重要经济贝类的毒性作用,主要表现为氧化应激增加、组织损伤加重以及正常生理活动(呼吸率和摄食率)扰动程度增大等负面效应。在两种贝类中,与单独Cu2+或海水酸化胁迫相比,海水酸化和Cu2+复合暴露组的IBR指数明显升高,表明复合暴露较单一暴露对两种贝类具有更强的胁迫作用。基于iTRAQ定量蛋白质组学,发现复合暴露导致两种贝类蛋白质周转增加、细胞骨架和信号转导通路受到干扰、以及细胞凋亡和能量代谢通路被抑制。根据综合生物标志物指数(IBR),发现菲律宾蛤仔对海水酸化和Cu2+单独/复合暴露的耐受性较栉孔扇贝更强;结合蛋白组结果,推测菲律宾蛤仔对海水酸化的耐受能力与其能量代谢途径的上调以及蛋白质周转率的抑制相关。
Abstract
gong ye ge ming yi lai ,hua dan ran liao ran shao he sen lin kan fa deng ren lei huo dong xiang da qi shi fang le da liang de CO2qi ti 。yao zhan de qiu biao mian ji 71%de hai xiang xi shou le da yao 30%ren wei CO2pai fang liang ,zao cheng hai shui pHzhi de jiang di he hai shui tan suan yan huan chong ti ji de gai bian ,gai guo cheng bei chen wei hai xiang suan hua (hai shui suan hua )。zai jin an hai yu ,hai shui suan hua bing fei gu li cun zai ,er tong chang yu hen liang jin shu wu ran 、hai shui sheng wen he di yang deng ji ta huan jing ya li yin su bing cun ,dao zhi jin hai sheng tai ji tong suo mian lin de huan jing xie pai geng wei fu za he duo yang hua 。xiang bi duo yin su fu ge ying xiang ,mu qian de yan jiu zhu yao guan zhu chan yi ya li yuan dui guan jian sheng tai lei qun de ying xiang 。hai xiang shuang ke bei lei shi chao jian dai -jin hai sheng tai ji tong de chong yao zu cheng bu fen ,ju bei chong yao de sheng tai fu wu jia zhi he jing ji jia zhi 。ben yan jiu zhi zai chan ming hai shui suan hua he hen liang jin shu (Cd2+he Cu2+)fu ge bao lou dui jin hai dai biao xing shuang ke bei lei de du xing zuo yong ji zhi ,cong er wei quan qiu qi hou bian hua bei jing xia hen liang jin shu wu ran de sheng tai feng xian ping jia di gong ke xue yi ju 。yan jiu zhu yao bao gua yi xia ji bu fen :(1)yi chang mu li wei yan jiu dui xiang ,tong guo jian ce sai he xiao hua xian zu zhi de yang hua ying ji fan ying 、zu zhi bing li xue bian hua he xi bao diao wang deng sheng li zhi biao ,jie ge Cd2+de zu zhi fu ji he ya xi bao fen bu te zheng ,ping gu le hai shui suan hua he Cd2+bao lou dui chang mu li de xie pai zuo yong ;jie guo fa xian ,hai shui suan hua bao lou neng gou zeng jia Cd2+zai sai (pHzhi wei 7.8shi Cd2+han liang zeng jia yao 57%,pHzhi wei 7.6shi Cd2+han liang zeng jia yao 22%)he xiao hua xian (pHzhi wei 7.8shi Cd2+han liang zeng jia yao 38%,pHzhi wei 7.6shi Cd2+han liang zeng jia 22%)zu zhi zhong de fu ji 。zai hai shui suan hua he Cd2+bao lou tiao jian xia ,sai zu zhi BIM(sheng wu fei huo xing jin shu )zu fen zhong Cd2+de fen pei jiao gao (yao 60%),er xiao hua xian BIMzu fen zhong Cd2+han liang yao wei 45%;zhe chong Cd2+ya xi bao fen pei mo shi de cha yi ke neng shi zao cheng sai he xiao hua xian zu zhi dui hai shui suan hua he Cd2+bao lou min gan xing cha yi de yuan yin suo zai 。ci wai ,hai shui suan hua neng gou jia ju huan jing xiang guan nong du Cd2+dui chang mu li de sheng li sheng hua du xing ,hai shui suan hua he Cd2+zai you dao chang mu li yang hua ying ji 、zu zhi bing li sun shang he xi bao diao wang deng fang mian ju you xie tong zuo yong (p<0.05)。(2)yi chang mu li wei yan jiu dui xiang ,tong guo jian ce xie lin ba xi bao de mian yi gong neng he TLRtong lu xiang guan ji yin de biao da te zheng ,ping gu le hai shui suan hua he Cd2+bao lou dui chang mu li de mian yi du xing ;jie guo fa xian ,hai shui suan hua he Cd2+chan du /fu ge bao lou neng gou yi zhi xie xi bao tun shi huo xing ,bing ke you dao xie xi bao ROShan liang 、DNAsun shang he xi bao diao wang lv de sheng gao ,biao ming hai shui suan hua neng gou jia ju Cd2+dui chang mu li de mian yi du xing zuo yong ;shuang yin su jiao hu fen xi fa xian ,hai shui suan hua he Cd2+bao lou dui xie xi bao DNAsun shang he ROSchan sheng ju you xian zhe de jiao hu zuo yong (p<0.05)。ci wai ,hai shui suan hua (pH 7.6)he Cd2+fu ge bao lou neng gou you dao TLRtong lu xiang guan ji yin (Toll-1、IKB、Rel、MyD88he TRAF3)yi ji mian yi yin zi (TNFhe zheng ge dan bai β-1B)ji yin biao da liang de xian zhe shang diao ,ju hai shui suan hua he Cd2+bao lou dui duo shu mian yi xiang guan ji yin (Toll-1、MyD88、TRAF3、SOD、HSP90he TNF)biao da ju you xian zhe de jiao hu zuo yong (p<0.05)。ben yan jiu jie guo di shi ,hai shui suan hua he Cd2+fu ge bao lou dao zhi chang mu li xie xi bao mian yi gong neng de wen luan ,you ci ke neng zao cheng ji ti geng yi yu zao shou bing yuan qin xi 。(3)li yong chuan tong sheng li sheng tai xue ji shu ,yan jiu le hai shui suan hua he Cu2+bao lou dui chang mu li de xie pai zuo yong ,fa xian fu ge bao lou ke dao zhi ruan ti bu Cu2+fu ji han liang de xian zhe sheng gao (p<0.05);tong shi ,hai shui suan hua he Cu2+bao lou ke you dao ji ti chan sheng yang hua ying ji 、xi bao sun shang 、neng liang dai xie wen luan he shen jing du xing deng fu mian xiao ying ,ji ti ze cai qu jiang di hu xi lv he zeng jia tang jiao jie deng neng liang ce lve lai ying dui huan jing xie pai ,dan gai neng liang diao zheng ce lve bu ju you chang ji ke chi xu xing 。hai shui suan hua he Cu2+chan du /fu ge bao lou jun neng gou zao cheng chang mu li sai zu zhi de sun shang ,zhu yao sun shang lei xing bao gua sai si zhong zhang 、kong pao zeng duo 、qian mao que shi he shi suan xing ke li de bao zhi nei bao guo ti zeng jia deng xian xiang 。ji yu sun shang zhi shu (pH 8.1+Cu2+=0.9;pH7.8+Cu2+=1.0;pH7.6+Cu2+=1.4),fa xian hai shui suan hua neng gou jia ju Cu2+bao lou dui chang mu li sai zu zhi de sun shang cheng du 。ci wai ,jie ge zeng ge sheng wu biao zhi wu zhi shu (IBR),fa xian hai shui suan hua he Cu2+fu ge bao lou dui chang mu li chan sheng de xie pai ya li xian zhe gao yu chan du xie pai zu 。(4)shua qu bu tong sheng tai wei lei xing de fei lv bin ge zai Ruditapes philippinarumhe zhi kong shan bei Chlamy farreriwei yan jiu dui xiang ,kai zhan le hai shui suan hua he Cu2+bao lou dui liang chong shuang ke bei lei de bi jiao yan jiu ,jie guo fa xian :hai shui suan hua neng gou xian zhe zeng jia Cu2+zai liang chong chong yao jing ji bei lei de fu ji (p<0.05);ci wai ,hai shui suan hua neng zeng jia Cu2+dui liang chong chong yao jing ji bei lei de du xing zuo yong ,zhu yao biao xian wei yang hua ying ji zeng jia 、zu zhi sun shang jia chong yi ji zheng chang sheng li huo dong (hu xi lv he she shi lv )rao dong cheng du zeng da deng fu mian xiao ying 。zai liang chong bei lei zhong ,yu chan du Cu2+huo hai shui suan hua xie pai xiang bi ,hai shui suan hua he Cu2+fu ge bao lou zu de IBRzhi shu ming xian sheng gao ,biao ming fu ge bao lou jiao chan yi bao lou dui liang chong bei lei ju you geng jiang de xie pai zuo yong 。ji yu iTRAQding liang dan bai zhi zu xue ,fa xian fu ge bao lou dao zhi liang chong bei lei dan bai zhi zhou zhuai zeng jia 、xi bao gu jia he xin hao zhuai dao tong lu shou dao gan rao 、yi ji xi bao diao wang he neng liang dai xie tong lu bei yi zhi 。gen ju zeng ge sheng wu biao zhi wu zhi shu (IBR),fa xian fei lv bin ge zai dui hai shui suan hua he Cu2+chan du /fu ge bao lou de nai shou xing jiao zhi kong shan bei geng jiang ;jie ge dan bai zu jie guo ,tui ce fei lv bin ge zai dui hai shui suan hua de nai shou neng li yu ji neng liang dai xie tu jing de shang diao yi ji dan bai zhi zhou zhuai lv de yi zhi xiang guan 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)的曹瑞文，发表于刊物中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)2019-09-09论文，是一篇关于双壳贝类论文,痕量金属论文,金属富集论文,免疫毒性论文,毒理效应论文,综合生物标志物论文,蛋白质组学论文,中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)2019-09-09论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)2019-09-09论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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