Cu2+脅迫對黑水虻幼蟲抗氧化酶和細(xì)胞凋亡影響的研究.pdf

1、目的：研究Cu2+長期脅迫對黑水虻幼蟲血淋巴內(nèi)抗氧化酶和血細(xì)胞凋亡的影響，探討 Cu2+脅迫對黑水虻幼蟲的毒理學(xué)影響，為 Cu2+長期脅迫對黑水虻無害化處理禽畜糞便系統(tǒng)的影響提供理論數(shù)據(jù)。
　　方法：在人工飼料中添加不同濃度 Cu2+（0、75、150、300、600、1200mg/kg）連續(xù)5代飼喂黑水虻幼蟲。等離子體原子發(fā)射光譜儀檢測不同處理濃度 Cu2+在黑水虻第1、3、5代6齡幼蟲血淋巴內(nèi)的累積；酶聯(lián)免疫吸附法檢測血淋巴內(nèi)

2、金屬硫蛋白（MT）及酚氧化酶（PO）含量，可見光分光光度法檢測過氧化氫酶（CAT）和總抗氧化能力（T-AOC）活性；利用激光掃描共聚焦顯微鏡觀察不同濃度 Cu2+脅迫下的第1、3、5代黑水虻6齡幼蟲血細(xì)胞凋亡形態(tài)改變；透射電鏡觀察凋亡血細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化；流式細(xì)胞術(shù)檢測血細(xì)胞凋亡率；彗星法觀察血細(xì)胞DNA損傷情況。
　　結(jié)果：（1）黑水虻幼蟲血淋巴內(nèi) Cu2+的累積量與飼料中 Cu2+含量密切相關(guān)。幼蟲血淋巴內(nèi) Cu2+含量隨 Cu

3、2+處理濃度和脅迫世代的增加而增加。當(dāng) Cu2+濃度為1200mg/kg時，幼蟲血淋巴內(nèi)Cu2+含量在第5代達(dá)到最高值。（2）黑水虻幼蟲血淋巴內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)在低濃度時被激活，在高濃度時被抑制。當(dāng) Cu2+濃度為75-300mg/kg時，幼蟲血淋巴中MT、PO含量與CAT、T-AOC的酶活力均隨著Cu2+處理濃度和世代的增加而呈現(xiàn)升高趨勢；處理濃度在600-1200mg/kg范圍內(nèi)時，MT、PO含量與 CAT、T-AOC的酶活力均隨 C

4、u2+處理濃度和世代增加而呈現(xiàn)降低趨勢。（3）Cu2+可以誘導(dǎo)黑水虻幼蟲血細(xì)胞發(fā)生凋亡。激光掃描共聚焦顯微鏡結(jié)果顯示，隨著 Cu2+濃度和脅迫世代的增加，凋亡細(xì)胞核發(fā)生明顯空洞、固縮、崩解，在1200mg/kg Cu2+處理濃度下，黑水虻幼蟲凋亡血細(xì)胞的細(xì)胞核呈明顯梅花狀碎片。透射電鏡結(jié)果顯示，在75-300mg/kg時，血細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為胞質(zhì)內(nèi)線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)明顯增多，在600-1200mg/kg時，線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)顯著減少，溶酶體增

5、多，高爾基體、核糖體等細(xì)胞器不明顯，且在1200mg/kg Cu2+處理濃度時，細(xì)胞核有明顯分裂現(xiàn)象；隨著 Cu2+脅迫世代的增加，細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化越明顯，脅迫至第5代細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)凝聚，核仁消失，胞質(zhì)濃縮，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)大量空囊泡，細(xì)胞器不明顯，細(xì)胞膜伸出大量偽足，且內(nèi)陷、破裂，有內(nèi)容物外泄現(xiàn)象。黑水虻幼蟲血細(xì)胞凋亡率隨 Cu2+濃度和世代增加呈上升趨勢。同一世代內(nèi)，早期凋亡率隨著 Cu2+濃度的增加而升高，不同處理濃度對中晚期凋亡率影

6、響不顯著；而同一濃度不同世代的Cu2+處理組間，早期凋亡率和中晚期凋亡率均隨世代增加而升高。（4）Cu2+脅迫可導(dǎo)致黑水虻幼蟲DNA損傷，隨處理濃度及處理世代增加損傷程度增加，1200mg/kg Cu2+處理濃度下，第5代黑水虻幼蟲DNA損傷最為明顯，彗星實驗呈現(xiàn)明顯拖尾現(xiàn)象。
　　結(jié)論：（1）Cu2+可以在黑水虻幼蟲血淋巴中累積，且累積量隨 Cu2+濃度和世代的增加而增加。（2）低濃度（75-300mg/kg）Cu2+脅迫可以增