不同质量浓度Cu2+对草鱼脑、肝胰脏组织结构及肝胰脏中SOD活性的影响

2017-05-11 00:05任洪涛林霖
江苏农业科学 2017年6期
关键词:草鱼

任洪涛++林霖

摘要:在水温(20±1) ℃下,采用静水测试法研究养殖水体中不同质量浓度(0、0.093 75、0.187 5、0.375、0.75、15 mg/L)Cu2+对体质量10 g左右草鱼(Ctenopharyngodon idellus)脑和肝胰脏的组织结构及肝胰脏中超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响,试图探讨重金属的毒性积累和毒性机制。结果表明,Cu2+对草鱼的24、48、96 h半数致死浓度(LC50)分别为1.278、1.227、0.276 mg/L,由(48 h LC50×0.3)/(24 h LC50/48 h LC50)2和公式96 h LC50×0.1计算出安全质量浓度分别为0.361、0.011 9 mg/L。中毒初期草鱼脑细胞轻微聚集,细胞核微增大;随时间延长,脑异常加重,细胞聚集明显,核增大几乎充满整个脑细胞;肝胰脏细胞膨大,离散,核缩小,胞浆轻微溢出,少数肝胰脏细胞胞浆溢出,残留的核物质散乱分布,肝胰脏细胞凝固性坏死。随着Cu2+浓度升高和时间延长,草鱼肝脏中SOD活性降低。

关键词:草鱼;Cu2+;质量浓度;组织器官;SOD

中图分类号:S943.112.91 文献标志码:A文章编号:1002-1302(2017)06-0162-03

鱼类作为人类重要的优质蛋白质来源被广泛食用,但是随着近年来工业的发展,大量的工业废水以及鱼类饲料中所含有的过量Cu2+流入水域中,使鱼类的生存水环境受到了严重污染,同时也影响了鱼类的品质。重金属在食物链中具有富集作用,会随着生物等级的升高而富集,当被人体食用后在人体的各个组织器官中累积,从而引发机体的慢性中毒,危害人体健康,甚至危及生命[1]。金属铜是水生生物所必需的微量元素,对多种与生长发育相关的生物酶的组成和功能起着重要作用。适量的铜有利于维持水产动物内环境的稳定和机体的平衡,在机体造血、生长繁殖、维持生产性能、提高机体免疫力等方面具有非常重要的作用[2]。但过量的铜能够引发蛋白质、脂质以及DNA的损伤,特别是在高浓度时,则会引起神经变性的失调[3]。草鱼(Ctenopharyngodon idellus)作为我国淡水养殖四大家鱼之一,也是主要的池塘养殖品种,养殖范围与面积非常广,草鱼在全国各地的河流、湖泊、水库中皆有分布。每年的草鱼总产量居于所养水产养殖品种的前列,草鱼肉质细嫩、个体大、肌间刺少;含有丰富的不饱和脂防酸,营养价值非常高;另外草鱼的消化力强,生长快,适应能力强,具有极高的经济和研究价值。目前有关草鱼的研究主要集中在营养价值、转基因抗病、人工繁殖、疾病防治等方面,而对于养殖水环境重金属污染对草鱼毒性效应方面的研究较少。

养殖水环境中的Cu2+的毒性主要取决于在生物体内的吸收和积累,所以,研究在一定含量和时间下,Cu2+在草鱼鱼种组织中的吸收、积累的影响,有利于揭示重金属离子的吸收、积累机制。因此,本试验主要研究了养殖水体中不同浓度Cu2+对草鱼脑和肝胰脏组织学及肝胰脏中超氧化物歧化酶活性的影响,为研究重金属的毒性积累和毒性机制提供参考。

1材料与方法

1.1材料

试验用草鱼购自河南省洛阳市水产市场,暂养3 d后进行试验。暂养期间24 h连续充气,每天投喂市售商品s饲料1~2次,并及时清理残饵及粪便等杂物。正式试验前停食 1 d,选取体长8.0~10.0 cm、体质量约10 g、体质健壮、规格整齐的个体进行试验。试验在6 L水桶中进行。Cu2+由硫酸铜(CuSO4·5H2O,分析纯,上海化学试剂总厂生产)配制。

1.2方法

试验用水为曝气24 h的自来水,水温为(20±1) ℃,pH值为中性(7.0±0.5),试验期间连续充气。每水桶中加入1 L 药液、10尾草鱼,不投喂也不充氧。死亡标准为腹部朝上、失去游动能力、针刺无反应,死亡个体及时捞出。

1.2.1预试验以10倍之差估计5个浓度,每个浓度用5尾鱼苗,试验处理24 h,分几次进行,分别找出Cu2+的100%致死浓度与最小致死浓度,同时记录不同浓度的各个组草鱼鱼苗的反应。

1.2.2正式试验本试验采用10 cm左右、体质量相近的草鱼苗作为试验对象,随机分为6组,每组3个重复,每個组随机分配10尾鱼,放在形状相同的塑料桶内试验4 d。0组为对照组,只采用曝气后的自来水进行饲养;其他1、2、3、4、5组及各重复依次采用的浓度为0.093 75、0.187 50、0.375 00、0750 00、1.500 00 mg/L,溶液的体积均为1 L。试验过程中,记录好试验开始的时间,随时观察桶内鱼苗的生活状况,并记录24、48、72、96 h各个试验组死亡鱼苗数,算出平均死亡率,用直线内插法求出半数致死量。安全浓度(SC)计算公式:SCⅠ=(48 h LC50×0.3)/(24 h LC50/48 h LC50)2;SCⅡ=96 h LC50×0.1。

及时捞出各浓度下死亡的草鱼以及对照组的草鱼,取出肝胰脏和脑组织,将一部分组织放入10%甲醛溶液中固定,用来制作组织切片;另一部分肝脏装入1.5 mL EP管中并做好明确标记,置于-20 ℃冰箱中保存,最后采用试剂盒(南京建成生物工程研究所)的方法测定肝胰脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)的活性。

1.3数据的统计与分析

试验测得的所有数据均采用Excel进行整理;运用SPSS软件中的One-Way ANOVA检验进行统计分析。

2结果与分析

2.1草鱼Cu2+中毒的行为症状

草鱼在试验开始立即变得兴奋,3 h后开始出现不良症状,约9 h后出现死鱼。高浓度试验组鱼苗兴奋性比低浓度组高,1 h后高浓度组试验鱼游动加快上下窜动,常浮出水面试图跳出塑料桶,此时试验药液浑浊。低浓度组鱼苗也出现相同症状,但约6 h后低浓度组逐渐恢复平静,试验药液逐渐澄清,而高质量浓度组仍有试验鱼试图跳出塑料桶,7 h后各质量浓度组鱼苗恢复平静,体表分泌1层白色絮状黏液,游动减慢,反应较迟钝。随后高质量浓度组有鱼出现身体失去平衡,有侧游翻转等现象,中毒鱼不时挣扎直至死亡。死亡时,胸鳍展开口、鳃盖张开,呈现呼吸困难状态。将中毒后的死鱼进行解剖,与对照组活鱼比较,中毒鱼体表黏液分泌增多,鳃丝肿胀,肝肿大、色泽变暗,胆囊肿大、胆汁充盈,肾脏充血,色泽变暗。鱼苗的体表常伴有溃烂的斑点,死亡后鱼体发白。

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