不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化系统的影响

以拟水狼蛛为研究对象,采用原子吸收光谱法测定了不同生境汞在土壤和蜘蛛体内的含量,研究了不同生境汞对拟水狼蛛抗氧化酶的影响.结果 表明:4个采集样点(S1、S2、S3和S4)拟水狼蛛体内重金属汞的含量差异显著(P<0.05).在重金属胁迫下,重金属汞含量高(S1、S2和S3)的拟水狼蛛体内GSH含量显著高于对照组(S4),是对照组的2.4~3.8倍.GSH含量与重金属汞含量显著正相关(r2=0.9624,P<0.01).对于GST、CAT和SOD,重金属汞含量高则酶活性低,GST、CAT和SOD酶活性与重金属汞含量显著负相关.因此检测拟水狼蛛体内的酶活性变化即可知环境中重金属汞的污染程度,提示拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物.     

重金属在拟水狼蛛体内的分布及对其体内抗氧化酶活性的影响

为了探明重金属在拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内的分布及对其体内抗氧化酶活性的影响,本研究于2009年6月在河南南阳地区5种不同生境下,共采集50份土壤样本和300头拟水狼蛛样本,采用原子吸收光谱法测定了5种不同生境下雄雌拟水狼蛛体内重金属的分布、GSH含量以及GST,CAT和SOD的活性。结果表明：5个采集样点（S1, S2, S3, S4和S5） 拟水狼蛛体内重金属（Cd,Pb,Cu和Zn）的含量差异显著（P<0.05）。同一地点拟水狼蛛体内重金属（Cd,Pb,Cu和Zn）的含量不同身体部位差异显著（P<0.05）,头胸部>足部>腹部,同一地点雄性拟水狼蛛重金属含量显著高于雌性（P<0.05）。在重金属胁迫下,重金属含量高（S1,S2,S3和S4）的拟水狼蛛体内GSH 含量显著高于参照组（S5）,雄性GSH 含量高于雌性（P<0.05）。对于不同身体部位,GSH 含量差异显著,头胸部GSH 含量最高,其次为足部,腹部含量最低;GSH 含量与重金属含量显著正相关（r2=0.9854,P<0.05）。对于GST,CAT和SOD,重金属含量高则酶活性低,雄性酶活性显著低于雌性,不同身体部位酶活差异不显著;GST,CAT和SOD酶活性与重金属（Cd和Pb或者Pb）含量显著负相关。因此检测拟水狼蛛不同身体部位的酶活性变化就可知环境中重金属的污染程度,拟水狼蛛可以作为重金属污染的重要监测指示生物。     

重金属Cd2+对拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其生长发育的影响

为了明确重金属Cd²⁺对拟水狼蛛Pirata subpiraticus体内金属硫蛋白(metallothionein, MT)含量及其生长发育的影响, 在室内条件下用5个不同浓度（0, 10, 20, 40和80 μg/g）的Cd²⁺培养的黑腹果蝇Drosophila melanogaster饲喂从5种不同生境下（S1, S2, S3, S4和S5）采集的拟水狼蛛性成熟雌蛛产卵孵化的幼蛛,待幼蛛性成熟后取所得雌蛛成蛛采用原子吸收光谱法测定了Cd²⁺ 诱导下拟水狼蛛体内金属硫蛋白含量及其存活率和生长率。结果表明： 食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累, 积累量随黑腹果蝇培养基中Cd²⁺浓度的增加而增加,存在显著的浓度-效应关系。不同浓度的Cd²⁺能够诱导拟水狼蛛体内MT不同的表达,表达量与Cd²⁺浓度显著正相关(P<0.05)。当浓度低于20 μg/g时,污染点（S1, S2, S3和S4）拟水狼蛛体内MT表达量显著高于参照组S5（P<0.05）; 当高于20 μg/g时, 所有样点拟水狼蛛体内MT表达量差异不显著（P＞0.05）。拟水狼蛛存活率和成长率随着Cd²⁺浓度的升高呈下降趋势。据此认为,金属硫蛋白可能是蜘蛛耐受重金属污染的重要机制,与重金属具有一定浓度-效应关系。     

拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应

为明确拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应,采用原子吸收光谱法检测了连续3代拟水狼蛛对食物中Cd²⁺的吸收和排泄情况,并测定了Cd²⁺对其生长发育、繁殖力和耐饥力的影响。结果表明:食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛代数的增加而增加,第2代和第3代拟水狼蛛体内Cd²⁺积累量浓度显著高于第1代中Cd²⁺积累量,第2代和第3代间差异不显著,积累量与消耗的黑腹果蝇数量极显著正相关,P<0.01;与消耗食物中Cd含量显著正相关,P<0.05。连续3代拟水狼蛛分别吸收了食物中65.4%、68.5%和69.1%的Cd,生物营养级放大因子分别为1.71、2.12和2.17。连续3代拟水狼蛛Cd排泄量极低。Cd处理能显著改变拟水狼蛛背胸甲宽、幼蛛存活率、生长历期和繁殖力。随拟水狼蛛受胁迫代数的增加,幼蛛存活率显著减少,生长历期显著延长。卵袋重量显著减轻,卵数目显著减少,卵体积显著升高。Cd处理还能显著降低拟水狼耐饥力。研究结果可为进一步研究环境中Cd沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受提供更为充分的理论依据。     

河南南阳不同生境土壤重金属含量及其对拟水狼蛛生物学特性的影响

为了探明重金属含量对拟水狼蛛Pirata subpiraticus生物学特性的影响, 本研究于2008年7月在河南南阳地区5种不同生境下, 共采集50份土壤样本和150头拟水狼蛛样本, 采用原子吸收光谱法测定了5种不同生境下雌拟水狼蛛体内重金属含量, 并测定了雌蛛头胸甲宽、体重、卵袋重量、卵数目和卵体积等生物学指标。结果表明：不同样点拟水狼蛛重金属含量与土壤重金属含量显著正相关, 4个重金属污染区与宝天曼自然保护区（Baotianman, BTM）拟水狼蛛体内Cd、Cu和Zn的含量差异极显著(P<0.001), 桐柏铜矿（Tongbai Tongkuang, TBTK）和南阳油田(Nanyang Youtian, NYYT) 的Pb含量与BTM的差异极显著(P<0.001), 主成分分析表明Cd、Cu和Zn是反应重金属污染的主要指标。在重金属胁迫下, 4个重金属污染区与保护区的拟水狼蛛头胸甲宽、雌体重量、卵袋重量、卵数目和卵体积差异均达到极显著（P<0.001）或显著水平（P<0.05）, 主成分分析表明背胸甲宽、卵袋重量和卵体积是重要生物学指标。 拟水狼蛛的背胸甲宽、卵袋重量和卵的体积与重金属含量显著相关, 重金属含量高的地方拟水狼蛛背胸甲宽较小, 雌性体重、卵袋重量和卵数目较小, 卵的体积大, 因此说明拟水狼蛛处在逆环境中时, 动物为保持总的繁殖力不变的前提下, 后代个体的大小与数目间满足某种平衡, 即达到协同进化的目的, 拟水狼蛛可以作为重金属污染的监测指示生物。     

镉胁迫对大弹涂鱼肝脏黄螵呤氧化酶和抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度镉离子对大弹涂鱼肝脏黄嘌呤氧化酶（XOD）、抗氧化酶（超氧化物岐化酶SOD、过氧化氢酶CAT）活性和丙二醛（MDA）含量的影响,以探讨其用于污染暴露的生物标记的可行性.结果表明,低浓度Cd²⁺（0.05 mg·L^-1）暴露使大弹涂鱼肝脏XOD和SOD活性随时间延长升高,第10天达到最大值,中高浓度暴露（0.5 和5 mg·L^-1 Cd²⁺）XOD和SOD活性显著或极显著升高;低和高浓度镉胁迫处理的CAT活性在12 h显著降低,随时间的延长低浓度组CAT活性恢复正常,高浓度组在第7天降到最低值, 并在恢复期的5 d中高浓度组CAT活性却极显著升高;低和中浓度镉胁迫处理的MDA含量12 h极显著升高,而高浓度却极显著下降,随时间延长低浓度恢复正常, 中浓度先上升后下降并到第5天达到最大值,而中高浓度在恢复5 d后MDA含量都极显著降低.     

镉胁迫对旱柳细胞膜透性和抗氧化酶活性的影响

以‘Fuyang 3’旱柳为材料,通过水培方法研究了中、高剂量(5、25μmol.L-1)镉胁迫下旱柳器官的镉(Cd2 )积累、叶和根细胞膜渗透及抗氧化酶活性的变化。结果表明:Cd2 主要积累在旱柳的根部(最高达1 297.71μg.g-1),其次是枝条(最高为163.13μg.g-1)。中、高剂量Cd2 胁迫下,旱柳叶相对电导率、根K 渗透以及根和叶丙二醛(MDA)含量均未发生显著变化。中、高剂量Cd2 胁迫使旱柳根系的超氧歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性,以及叶片的SOD、愈创木酚过氧化酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和GST活性均比对照显著增强;且高剂量胁迫旱柳根系的SOD和GST活性,及其叶片的POD、GPX和GST活性均显著高于相应中剂量胁迫。研究发现,旱柳在不同浓度镉胁迫条件下,其根是Cd2 主要积累器官,其叶和根细胞质膜能保持相对稳定性,其根和叶各抗氧化酶活性发生不同程度改变,从而使旱柳对Cd2 胁迫表现出一定的忍耐性。     

Cd2+-B[α]P复合污染对菲律宾蛤仔急性毒性和解毒代谢酶活力的影响

文章研究了Cd2+-B[α]P复合污染对菲律宾蛤仔的急性毒性和鳃丝、消化盲囊解毒代谢酶活力的影响。结果表明:Cd2+对菲律宾蛤仔48、72、96h LC50分别为50.41、24.12、14.68 mg/L,Cd2+-B[α]P对菲律宾蛤仔的联合急性毒性48—96h表现为协同作用。Cd2+、B[α]P单一与复合污染对菲律宾蛤仔鳃丝、消化盲囊谷胱甘肽(GSH)含量、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响显著(P<0.05),而对照组无显著变化。单一染毒组组织GSH含量在12d内呈峰值变化,分别于1d、3d达到最大值,12d后保持稳定,表现为恢复至对照组水平或被诱导;复合污染处理组组织GSH含量除Cd2++B[α]P(15μg/L+0.01μg/L)处理组在3d内呈峰值变化外,其他处理组均呈逐渐下降趋势,均于12d后稳定,被显著抑制。各染毒处理组组织GST、SOD活力在12d内呈峰值变化,分别于1d、3d达到最大值,12d后各处理组GST、SOD活力趋于稳定,GST活力与对照组无明显差异,而SOD活力明显高于对照组水平。由此可见,菲律宾蛤仔在Cd2+-B[α]P复合胁迫下急性毒性效应明显,组织解毒代谢酶活力表现出明显的时间、剂量效应性,鳃丝、消化盲囊GSH含量和SOD活力可作为菲律宾蛤仔Cd2+-B[α]P复合污染评价的潜在生物标志物。     

镉致黑斑蛙肝脏氧化损伤与金属硫蛋白含量的变化

为观察镉对黑斑蛙(Rana nigromaculata)肝脏脂质过氧化产物和金属硫蛋白含量的影响,将黑斑蛙暴露于10.0mg·mL-1浓度的镉溶液中30d,分别测定了黑斑蛙在暴露4、10d和30d时肝脏组织中镉(Cd)、还原型谷胱甘肽(GSH)、金属硫蛋白(MT)和过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。实验结果表明,黑斑蛙肝脏中镉的积累量、GSH和MT含量均随着镉暴露时间的延长而显著升高,具有明显的时间-效应关系;在镉暴露的第10天,肝MDA含量明显高于对照组。提示镉可对黑斑蛙肝脏造成氧化损伤,而GSH、MT含量的升高则可能是机体抗氧化损伤的机理之一。     

除草剂丁草胺对常见稻田蜘蛛毒性的测定及对其生长发育的影响

采用浸渍法测定了除草剂丁草胺对室内饲养的4种稻田蜘蛛拟水狼蛛(Pirata subpiraticus)、拟环纹豹蛛(Pardosa pseudoannulata)、锥腹肖蛸(Tetragnatha maxillosa)和食虫沟瘤蛛(Ummeliata insecticeps)的毒力,以及对拟水狼蛛生长发育的影响.结果表明,高剂量的丁草胺对稻田蜘蛛有较强的杀伤力,丁草胺对4种蜘蛛半致死浓度由高到低依次为:拟环纹豹蛛>拟水狼蛛>锥腹肖蛸>食虫沟瘤蛛,食虫沟瘤蛛对丁草胺最敏感,LC50为9.61605 mg/L.用2mg/L丁草胺溶液作为水源喂养的拟水狼蛛体重、雌雄性比(3:2)、幼蛛成活率(43.4%)均远小于对照组,其3～6龄总历期延长了10d,经统计检验与对照组差异显著(P<0.05),可见丁草胺对蜘蛛生长发育有显著影响.     

取食加Cd2+食物后拟水狼蛛发育历期、耐饥力和体内Cd2+含量的变化

为明确食物中重金属离子在蜘蛛体内的传递、生物放大及对其生长历期和耐饥力的影响,采用原子吸收光谱法检测了拟水狼蛛Pirata subpiraticus取食加Cd²⁺食物后体内Cd²⁺含量变化情况,测定了Cd²⁺对其发育历期和耐饥力的间接影响。结果表明：食物中的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛龄期的增长而增加,积累量与消耗的黑腹果蝇Drosophila melanogaster数量极显著正相关(P<0.01), 与消耗食物中Cd²⁺含量显著正相关(P<0.05); 对食物中Cd²⁺的吸收率为65.4%,生物放大因子为1.8。成蛛改喂无Cd²⁺的黑腹果蝇后在观察的4周内体内Cd²⁺含量变化不明显。食物中的Cd²⁺能导致拟水狼蛛的发育历期显著延长、耐饥力显著降低。研究结果可为进一步研究环境中Cd²⁺沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受等提供理论依据。     

取食转基因抗虫棉上的棉蚜对粉舞蛛存活和发育的影响

本文以转双价基因棉花SGK321、棉蚜Aphis gossypii和粉舞蛛Alopecosa pulverulenta为对象,研究了捕食转基因植物上的植食性害虫对多食性捕食性天敌的影响。结果表明,粉舞蛛可以猎食棉蚜,但单独捕食棉蚜不足以长期维持若蛛的生存和发育; 与果蝇混合饲养,能显著提高若蛛存活率和体重。在猎物过量或数量不足的情况下,单独捕食转基因棉或常规棉上的棉蚜,若蛛的生存曲线和体重差异不显著。在猎物过量的条件下,用转基因棉上的棉蚜与果蝇混合饲养,若蛛的存活率显著高于用常规棉上的棉蚜与果蝇混合的处理; 但这两种处理下,若蛛的体重差异不显著。在猎物数量不足的情况下,用转基因棉或常规棉上的棉蚜与果蝇混合饲养,若蛛的存活率和体重差异都不显著。可见,转双价基因棉花SGK321上的棉蚜对粉舞蛛的存活和发育没有显著的不利影响。     

Metallothioneins and energy budget indices in cadmium and copper exposed spiders Agelena labyrinthica in relation to their developmental stage, gender and origin

The aim of our studies was to explain the role of metallothioneins (MTs) in the neutralization of excessive amounts of metals (essential: copper (Cu) and toxic: cadmium (Cd)) and to describe the energy status in metal-exposed spiders Agelena labyrinthica in relation to its developmental stage, gender and origin. Juvenile, female and male spiders were collected from three variously polluted habitats, transferred to the laboratory and exposed to the metals in their diet. Cu and Cd accumulation in the body and exuviae, bioaccumulation factor, percentage of metallothionein positive cells, MT concentration, percentage of cells with depolarized mitochondria, ATP concentration and ADP/ATP ratio were measured and calculated. Cu appeared to be regulated and its excess is eliminated via, among others, the molting process, while Cd was rather accumulated by the spiders. The level of MTs increased significantly mainly in females exposed to both metals, irrespectively of the pollution degree of their site of origin, indicating a defensive role of the proteins. In general, even if both the MT level and the energy status indices were positively correlated with Cd and Cu concentrations in the spider body, the energy status of A. labyrinthica did not seem disturbed.     

Challenging the model for induction of metallothionein gene expression

Metallothioneins (MTs) are low-molecular-weight, cysteine-rich metal-binding proteins found in a wide variety of organisms including bacteria, fungi and all eukaryotic plant and animal species. MTs bind essential and non-essential heavy metals. In mammalian cells MT genes are highly inducible by many heavy metals including Zn, Cd, Hg, and Cu. Aquatic systems are contaminated by different pollutants, including metals, as a result of man's activities. Bivalve molluscs are known to accumulate high concentrations of heavy metals in their tissue and are widely used as bioindicators for pollution in marine and freshwater environments, with MTs frequently used as a valuable marker of metal contamination. We here describe the MT isoform gene expression patterns of marine and freshwater molluscs and fish species after Cd or Zn contamination. Contamination was carried out at a river site polluted by a zinc ore extraction plant or in the laboratory at low, environmentally relevant metal concentrations. A comparison for each species based on the accumulated MT protein levels often shows discrepancies between gene expression and protein level. In addition, several differences observed in the pattern of MT gene expression between mollusc and mammalian species enable us to discuss and challenge a model for the induction of MT gene expression.