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草甘膦对鲫鱼肝细胞内膜系统和转氨酶的影响
来源:互联网 sk006 |  张彬彬
【分  类】 基础科学
【关 键 词】 草甘膦;鲫鱼;肝脏;内膜系统;谷丙转氨酶;谷草转氨酶
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘 要:研究了不同浓度的草甘膦处理液对鲫鱼肝细胞内膜系统以及谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶 (GOT)的影响。结果表明,随浓度的增加,肝细胞内膜系统中线粒体肿胀及空泡化、内质网空泡化、异噬型溶酶体增多。低浓度的草甘膦处理液对鲫鱼肝细胞中GPT、GOT活性起诱导作用,而高浓度则起抑制作用。建议以鲫鱼肝细胞内膜系统以及GPT和GOT活性变化作为水环境监测的生物指标,从而达到评价水生生态环境的目的。

  关键词:草甘膦;鲫鱼;肝脏;内膜系统;谷丙转氨酶;谷草转氨酶

  草甘膦(glyphosate)是一种高效、低毒的芽后除草剂,是我国目前出口量最大的农药品种,也是全球产量和销售量最大的农药品种。截至2006年底我国产能大约为30万吨[1],其大量使用给农业带来巨大效益的同时,也对土壤、水体及水体生物等造成了较大的污染。温州师范学院南旭阳曾报道过除草剂草甘膦对鲫鱼外周血红细胞微核及核异常的影响 [2]。耿德贵等研究草甘膦单独及联合作用时对中华大蟾蜍蝌蚪红细胞微核及核异常等遗传指标的上升[3]。Gary等报道草甘膦在体内与体外试验与DNA损伤[4]。因此研究草甘膦对水生生物的毒理效应,特别是利用生物标志物为指标,评价草甘膦对水生生态的影响具有重要意义。国内目前尚未追索到草甘膦对鲫鱼肝细胞内膜系统等方面影响的报道。本实验以5种不同浓度的草甘膦,研究其在不同处理时间对鲫鱼肝细胞内膜系统以及谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶 (GOT)活性的动态变化影响。旨在探索草甘膦对鲫鱼的毒害作用,从而为草甘膦的合理使用、保障渔业生产和生物安全性提供初步的实验依据。

  1 材料与方法

  1.1 实验材料与仪器

  试验用健康鲫鱼购自滨州市六街水产市场,体重75.5±4.5g,体长9.4±2.0cm。草甘膦(草甘膦异丙胺盐,41%水剂)由上海惠光化学有限公司提供。谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶 (GOT)试剂盒购于南京建成生物工程研究所。日产JEM—140a投射电镜观察,Gatan--792 CCD数字图象采集系统拍照。

  1.2 实验方法

  1.2.1 给药状态下肝脏GPT、GOT活力的测定

  通过急性中毒实验,用蓝宇工作室Version1.01,LD50数据处理软件计算24h急性中毒试验的半数致死量为128.11mg/L,95%置信区间为(78.12——210.09mg/L),48h中毒试验的半数致死量为48.96mg/L,95%的置信区间是(30.52——53.74mg/L)。安全浓度为1.50 mg/L。以急性中毒试验为依据,根据24h内鲫鱼不出现死亡和明显异常为标准,确定最高染毒浓度为5.12mg/L。以此为标准,按1/2浓度梯度递减,为2.56mg/L 、1.28mg/L、0.64mg/L、0.32mg/L、0.16mg/L共5个浓度组(1-5组),每个浓度设2个平行。另设一不加草甘膦的对照组(0组)。每组均投放15尾鲫鱼,每24h更换一次处理液。在24h、48h、96h从每组取出4条鲫鱼,取其肝脏。肝脏匀浆的制备和GPT、GOT活力的测定均按照南京建成生物工程研究所提供的测试盒进行制备和测定。

  1.2.2 肝细胞电镜切片的制备

  在处理后96h随机抽取对照组和各浓度组鲫鱼一条,取其肝脏,用锋利剪刀剪下一小块组织,迅速放到滴有预冷固定液(2.5%戊二醛)的蜡片上,在固定液中用刀片把组织切成体积约1mm3小块,用牙签将3-5小块组织转移至含有2-3ml预冷固定液的干净青霉素小瓶内。然后置于4℃冰箱内保存备用。

  2 结果与分析

  2.1草甘膦对鲫鱼肝细胞内膜系统的影响

  草甘膦对鲫鱼肝细胞线粒体、内质网、溶酶体等内膜系统的影响见图1、图2。

  (a) (b) (c)

  图1

  (a)对照组:鲫鱼肝细胞中有丰富的粗面内质网和线粒体,线粒体嵴多、明显;(b)浓度1组:鲫鱼肝细胞中因应激反应线粒体、内质网增生;(c) 浓度2组:鲫鱼肝细胞中出现大量的异噬型溶酶体

  (a) (b) (c)

  图2

  (a)浓度3组:鲫鱼肝细胞中线粒体肿胀、嵴明显减少;(b)浓度4组鲫鱼肝细胞中内质网空泡化;(c) 浓度5组:鲫鱼肝细胞中线粒体空泡化

  线粒体是细胞内主要的能量形成所在, 是极为敏感的细胞器, 内质网参加蛋白质和脂质的合成、加工、包装和运输,是细胞中的重要细胞器之一,所以在生理上或病理上都具有十分重要的意义。 图1(a)中:线粒体的嵴清晰可见,(b)中:内质网明显比对照组(a)中丰富,(c)中:在(a)中极不多见的异噬型溶酶体明显增多。随着浓度的增加,图2(a)中:线粒体肿胀、嵴减少,(b)中:最明显的变化是内质网出现空泡,(c)中:线粒体也出现了空泡化。

  2.2草甘膦对鲫鱼肝脏GPT活性的影响

  经24h、48h、96h测定的GPT活性见表1。

  表1 不同时间与不同浓度的草甘膦处理液条件下鲫鱼GPT活性

  组别

  24hGPT

  活性

  诱导率

  (%)

  48hGPT

  活性

  诱导率

  (%)

  96hGPT

  活性

  诱导率

  (%)

  0 50.6600 ±0.3801 0 51.1933±1.0854 0 55.2655±0.8008 0

  1 60.2039±3.1145 18.84 62.7062±1.5896 22.49 69.1470±1.1428 25.12

  2 61.7344±6.0430 21.86 71.6294±4.6444 39.92 81.2840±4.1087 47.08

  3 74.0312±1.2351 46.13 78.6663±1.0884 53.67 85.0940±3.2838 53.97

  4 77.1015±3.5256 52.19 85.8303±1.4735 67.66 111.3871±3.1561 101.55

  5 87.1694±3.0891 72.07 93.2744±1.9377 82.80 89.1972±3.6689 61.40

  经方差分析,浓度间(F=240.90,P<0.0001)、不同时间(F=95.04 , P<0.0001)、浓度与时间交互作用(F= 14.46 , P<0.0001)有统计学差异。对照组与各试验组GPT活性均有统计学差异(P<0.05),各试验组间GPT活性均有统计学差异;不同时间GPT活性差异有统计学意义(P<0.05)。

  从相同时间段不同浓度来看,24h、48h处理的GPT活性均被诱导,GPT活性随污染物浓度的上升而升高, 96h处理的GPT活性先被诱导,而后慢慢诱导率降低,第5浓度组反而出现抑制,比第4浓度组诱导率低,但仍然高与对照组。从相同浓度不同时间段来看,除96h第5组外,GPT活性呈现随处理时间延长活性增大现象。

  2.3草甘膦对鲫鱼肝脏GOT活性的影响

  经24h、48h、96h测定的GOT活性见表2。

  表2 不同时间与不同浓度的草甘膦处理液条件下鲫鱼的GOT活性

  组别

  24hGOT

  活性

  诱导率

  (%)

  48hGOT

  活性

  诱导率

  (%)

  96hGOT活性

  诱导率

  (%)

  0 36.5981±0.3751 0 36.5558±1.6078 0 29.1952±0.7809 0

  1 60.1095±2.6936 64.24 73.4152±8.0437 100.83 50.0919±7.3483 71.58

  2 73.6094±0.8048 101.13 90.6657±11.3565 148.02 64.5965±3.4576 121.26

  3 74.3611±4.7195 103.18 93.5938±0.5573 156.03 77.3178±4.4644 164.83

  4 84.6431±1.6138 131.28 102.3203±4.1582 179.90 91.1601±4.3134 212.24

  5 89.2032±5.6190 143.74 108.5325±5.4476 196.89 48.3390±3.9162 65.57

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