阿维菌素类药物对玫瑰无须鲃及牙鲆鳃细胞系的毒性效应
水体是农药等各种污染物的最终归宿。农药对水环境的污染和对水生生物的毒性作用一直是人们关注的热点问题。本文以玫瑰无须鲃巴和牙鲆鳃细胞系为研究对象，通过体内和体外两种毒性检测系统，研究了生物农药—阿维菌素(abamectin)和伊维菌素(ivermectin，IVM)对玫瑰无须鲃巴、玫瑰无须鳃精子及牙鲆鳃细胞系的毒性效应。
首先，通过光镜和电镜观察，研究了abamectin对玫瑰无须鲃精子活力和超微结构的影响。研究发现，(1)abamectin对玫瑰无须鱼巴精子具有毒性作用。0.14umol／L abamectin即对玫瑰无须鲃精子的活力产生抑制。(2)abamectin对玫瑰无须鲃精子活力的影响具有时间和浓度依赖性。随着药液浓度的增加和作用时间的延长，精子运动率显著下降。(3)电镜观察发现，经阿维菌素处理后，玫瑰无须鲃精子的超微结构发生明显变化，包括头部膨胀、变形甚至溶解，细胞核电子密度增大；中片部位的细胞膜局部破裂，出现漏洞，线粒体严重受损；鞭毛末端弯曲或脱落等。其中以中片部位线粒体处损伤最为明显严重。由此推出，线粒体可能是abamectin作用于玫瑰无须鳃精子的主要靶器官。线粒体的损伤使得能量供给不足，致使精子活力显著下降。上述结果表明，玫瑰无须鱼巴精子是生物农药如阿维菌素毒性体外快速检测的理想系统。
其次，通过光镜观察和分光光度法，研究了abamectin对牙鲆鳃细胞系生长速度和抗氧化酶系统的影响。研究发现，(1)abamectin对牙鲆鳃细胞系具有毒性作用。5—20umol／L abamectin可抑制牙鲆鳃细胞的生长。(2)20umo1／L abamectin可引起牙鲆鳃细胞抗氧化酶活性及超氧阴离子(O<,2>-)含量的迅速应答。将牙鲆鳃细胞暴露于abamectin 2小时后，SOD、CAT和GSH一Px活性迅速升高，但随后下降并维持在低于对照组的水平上；O<,2>-含量也迅速上升，至细胞与药液接触6 h后达到最高，随后O<,2>-含量一直维持在显著高于对照组的水平上。结果表明，abamectin可以破坏牙鲆鳃细胞氧化/抗氧化酶系统的平衡，引起自身防御系统功能紊乱，使细胞处于亚健康状态，抑制细胞的生长，甚至中毒死亡。再次，经急性、亚急性毒性实验和HE染片观察，研究了abamectin对玫瑰无须<鱼巴>的毒性效应。发现(1)abamectin对玫瑰无须鳃毒性较高。abamectin对玫瑰无须<鱼巴>96 h半致死浓度为0.2μmol／L。(2)亚致死浓度的abamectin作用于玫瑰无须<鱼巴>2l天后，玫瑰无须<鱼巴>精子运动率明显低于对照组精子运动率(P<0.05)。精子运动时间随着作用浓度的增加显著下降(P<0.05)。(3)abamectin对玫瑰无须鱼巴鳃、肾脏、肝脏和精巢等组织结构具有破坏作用。亚致死浓度的abamectin作用于玫瑰无须<鱼巴>2l天后，玫瑰无须<鱼巴>鳃部的病变最为明显，主要表现为上皮细胞增生和漂移。高剂量处理组还出现鳃小片融合和顶端异常化等显著病理特征。肾脏的主要病变为出现大量的色素物质、肾小管上皮细胞肿胀崩解、肾小球毛细血管充血甚至坏死降解等。肝脏的主要病变为血管充血、血管壁溶解及周边细胞坏死、细胞膜溶解、肝实质细胞分离、核溶解及大的坏死等。精巢的变化是随着作用浓度的增加，连接组织显著增生，生殖细胞数量减少及部分精原细胞受损等。鳃、肝脏及肾脏分别是鱼类重要的呼吸、代谢和排泄器官，其结构受损，必然会影响功能的正常发挥，使鱼体呼吸受阻、代谢紊乱、机体不适，进而死亡。
最后，我们还研究了伊维菌素对玫瑰无须<鱼巴>的96 h半致死浓度，以及工VM 对玫瑰无须鱼巴精子活力和牙鲆鳃细胞生长速度的影响。研究表明，牙鲆鳃细胞暴露于伊维菌素96 h后，27.8 μmol／L IVM对细胞生长抑制程度达50[％]； 1 μmol／L IVM对玫瑰无须鱼巴精子的运动率和运动时间产生影响；而IVM对玫瑰无须鱼巴96 h的LC50仅为0.03 μm01／L。这说明IVM对三者都具有一定的毒性作用，其中以玫瑰无须<鱼巴>成体鱼对工VM最为敏感。通过对上述结果分析，可以得出以下结论：(1)污染物自身性质对毒性检测方法的灵敏性可能有一 定影响。(2)体外毒性测试作为一种快速、灵敏、经济、有效的水体污染物毒性检测方法，将其与传统的体内毒性测试相结合，开展对某一污染物毒性效应的全面深入研究，可能会是一种较好的选择。
本文首次研究报道了生物农药阿维菌素类药物对淡水硬骨鱼玫瑰无须<鱼巴>
和体外培养组织细胞的毒性效应；首次将体外和体内两种毒性检测系统，同时应用于IVM的毒性检测中，并做了相应的比较，发现可将两种检测系统结合应用于水体污染物毒性检测的全面分析中。这些结果为生物农药对水生生物的毒性作用研究以及水体污染物毒性测试方法的完善和改进，提供了基础理论资料。
阿维菌素;玫瑰无须鲃;牙鲆鳃细胞系;精子活力
中国海洋大学
博士
海洋生物学
张士璀
2006
中文
S965.3
121
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）