广谱抗生素磺胺二甲基嘧啶对海洋青鳉的毒性机制探究

论文摘要

抗生素作为一种优良的抗菌剂,在人类疾病治疗、水产养殖业、畜牧业等方面使用甚广。由于对抗生素的高需求及对过期抗生素处置的不当,大量抗生素通过各种途径被排入自然环境中,导致严重的污染,并伴随产生许多潜在的生态毒理及环境风险。以磺胺二甲基嘧啶(sulfamethazine,SM2)为代表的磺胺类抗生素,因其广谱杀菌且价格低廉的特点,是目前主要的抗生素污染物之一。海洋是各类污染物重要的“汇”,且抗生素在沿海地区具有高排放的特点,因此有必要开展抗生素的海洋生态毒理学研究。海洋青鲻(Oryzias melastigma)集体型小、繁殖快、广盐性,易于在实验室培养等多类优点,被视为一种极有潜力的海水模式物种,在海洋生态毒理学研究领域受到越来越广泛的应用。基于此,本研究以海洋青鏘作为受试动物,结合转录组测序分析、实时荧光定量PCR、形态学指标统计等多种手段,针对肝脏毒性与繁殖毒性,探究了SM2对海洋青锵的内在毒性机制。研究结果如下所述:经过肝脏转录组的数据分析发现,SM2急性暴露对海洋青鲔存在一定的胁迫伤害,影响其相关基因及通路的表达调控。且雌雄鱼对SM2处理存在不同的响应模式,具有性别差异。经过SM2处理的雄鱼,其脂质代谢、氧化还原反应比较活跃,GO富集大量出现在能量代谢相关部分,显著富集的通路是PPAR信号通路。对于雌鱼,则是糖代谢更为活跃,高浓度SM2处理下出现了糖尿病相关通路的显著富集。同时雌鱼无论低、高浓度处理都有一些癌症相关的通路富集,例如mTOR信号通路。高浓度处理下的雌鱼在孕激素合成方面显著富集,通路上相关基因明显上调,高浓度的SM2可能会影响海洋青鏘的繁殖。并且,研究也发现,高浓度的SM2处理均会造成雌雄鱼发生自身免疫性甲状腺疾病通路的富集。甲状腺相关基因Om03190g00280可能是检测SM2毒性的合适生物标志物。针对繁殖毒性,结合繁殖相关形态学指标统计数据和实时荧光定量PCR分析,我们推测,SM2对海洋青鏘的繁殖存在一定的干扰效应,且这种效应随SM2剂量增加而强化。当遭受逆境胁迫时,鱼能启动生殖补偿的调节机制,通过增加繁殖次数(提升产卵率),但减少单次繁殖数量(降低产卵量、卵壳形成相关基因下调),保证受精率等来提升后代的存活几率。同时,更高浓度的SM2处理因为存在更强的胁迫效应,能刺激鱼体更快地出现生理响应,从而调节自身的适应能力,且当SM2的剂量不超过鱼体所能承受的阈值时,鱼体的适应能力随暴露时间延长而加强。但SM2依旧会对正常环境下培养的子代胚胎心脏发育产生干扰,这种毒性可能具有传代效应。本研究初步解析了SM2对海洋青鏘的内在毒性,探讨了相关毒性机制。该研究可为探索SM2对其他水生生物的毒性提供一定参考,同时为SM2滥用带来的生态风险的评估提供理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 林泽阳

导师: 沈英嘉

关键词: 磺胺二甲基嘧啶,海洋青鳉,转录组测序,肝脏毒性,繁殖毒性

来源: 厦门大学

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

单位: 厦门大学

分类号: X171.5

总页数: 100

文件大小: 7984K

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