重金屬離子對三種纖毛蟲的毒性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，重金屬污染物排放量增多，水體環(huán)境受到的威脅越來越嚴(yán)峻。及時進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量檢測和準(zhǔn)確評價重金屬的生態(tài)毒性對于保護(hù)人類健康有重要意義。與單一的理化監(jiān)測相比，利用模式生物進(jìn)行生態(tài)毒理試驗?zāi)芨鎸嵉胤从澄廴疚锏亩拘裕蚨艿皆絹碓蕉嗟年P(guān)注。纖毛蟲原生動物對環(huán)境中某些因素的變化較敏感，可以作為生物毒理試驗對象，研究重金屬離子的生物毒性。
　　本試驗以自然環(huán)境中廣泛存在的多小核草履蟲（Parameciummultimicro

2、nucleatum）、粘游仆蟲（Euplotes muscicola）和扇形游仆蟲（Euplotesvannus）為受試生物，研究了Cu2+、Zn2+、Cr3+、Ni2+、Cd2+和Hg2+六種常見重金屬離子對纖毛蟲的生物毒性。將纖毛蟲暴露于不同濃度的重金屬離子試劑中，測定纖毛蟲的死亡率和各種重金屬離子對纖毛蟲的24 h半致死濃度(LC50)，確定重金屬離子的急性毒性和聯(lián)合毒性，以期為重金屬污染環(huán)境風(fēng)險評估和水體質(zhì)量監(jiān)測提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技

3、術(shù)支持。此外，還利用Illumina HiSeqTM測序平臺進(jìn)行了多小核草履蟲轉(zhuǎn)錄組測序，分析了Cu2+脅迫下多小核草履蟲的基因表達(dá)差異，旨在為后續(xù)相關(guān)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.在單一毒性試驗中，Cu2+和Hg2+對三種纖毛蟲的毒性較強(qiáng)，而Zn2+對三種纖毛蟲的毒性最弱。在不同濃度的重金屬離子試劑中暴露24 h后，三種纖毛蟲表現(xiàn)出不同程度的死亡率。Cu2+、Zn2+、Cr3+、Ni2+、Cd2+和Hg2+對多小

4、核草履蟲的24 h LC50分別為0.032 mg·L-1、59.4 mg·L-1、42.7 mg·L-1、2.94 mg·L-1、0.347 mg·L-1、0.073 mg·L-1，對粘游仆蟲的24 h LC50分別為0.065 mg·L-1、70.6mg.L-1、48.4 mg·L-1、3.73 mg·L-1、23.2 mg·L-1、0.045 mg·L-1，對扇形游仆蟲的24 h LC50分別為0.233 mg·L-1、22.8

5、mg·L-1、0.88 mg·L-1、17.4 mg·L-1、89.2 mg·L-1、0.019 mg·L-1。
　　2.聯(lián)合毒性試驗研究了Cu2+-Zn2+、Cd2+-Hg2+、Cu2+-Zn2+-Cr3+-Ni2+三組混合試劑對纖毛蟲的毒性效應(yīng)，試劑中重金屬離子混合比例能影響聯(lián)合毒性作用類型，表現(xiàn)為拮抗作用或協(xié)同作用。Cu2+-Zn2+和Cd2+-Hg2+對三種纖毛蟲的聯(lián)合毒性類型差異較大，在濃度1∶1和毒性1∶1時聯(lián)合毒性類

6、型不同。Cu2+-Zn2+-Cr3+-Ni2+的聯(lián)合毒性類型主要為拮抗作用，混合溶液的毒性小于四種重金屬離子單一毒性之和。
　　3.多小核草履蟲的轉(zhuǎn)錄組利用Illumina HiSeqTM測序平臺進(jìn)行測序。用Trinity軟件從頭組裝后，共獲得6603305條Contigs和80093條Unigenes，其中40538條Unigenes注釋到數(shù)據(jù)庫中。14307條Unigenes在GO數(shù)據(jù)庫有注釋信息，包括結(jié)合、催化活性、代謝過程

7、和細(xì)胞過程等。17787條Unigenes在COG數(shù)據(jù)庫中注釋到25個功能分類預(yù)測蛋白，包括信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制、普通功能預(yù)測、翻譯后修飾、蛋白轉(zhuǎn)換、伴侶等。6839條Unigenes在KEGG數(shù)據(jù)庫中注釋到43個二級代謝通路，主要有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、碳水化合物代謝、轉(zhuǎn)錄等。
　　4.多小核草履蟲暴露于0.01 mg·L-1 Cu2+中48 h后，共有54條差異表達(dá)基因，包括10條上調(diào)表達(dá)基因和44條下調(diào)表達(dá)基因。在KEGG數(shù)據(jù)庫中共注釋到4條代