联苯菊酯对褐菖鮋卵巢脂质过氧化的诱导

联苯菊酯对褐菖鮋卵巢脂质过氧化的诱导
林灵;高玲玲;徐凯云;苏桂花;郑强强;张萍;李进寿
【摘要】联苯菊酯属拟除虫菊酯类农药,在农业中主要用做作物和果树的杀虫剂,以环境相关浓度(1,10,100ng·L-1)的联苯菊酯对褐菖鮋进行48d的水体暴露,检测其对褐菖鮋卵巢主要的脂质过氧化指标过氧化氢酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD),丙二醛(MDA)的影响.结果显示,褐菖鮋卵巢的CAT,SOD与MDA等相关指标都出现了相应的变化.其中CAT活性呈下降趋势,且各浓度组CAT活性均较对照组出现极显著性下降(P=0.007,0.003,0.003);SOD活性变化与CAT类似,低浓度组与中浓度组SOD活性较对照组出现显著性下降(P=0.045,0.02),高浓度组SOD活性较对照组出现极显著性下降(P=0.009);MDA含量呈升高趋势,其中低浓度组变化不显著(P=-0.450),中浓度组与高浓度组MDA含量均显著高于对照组(P=0.05,0.024),且这些变化与药物呈剂量-效应关系.表明:褐菖鮋在联苯菊酯暴露下其卵巢的脂质过氧化反应被诱导,这一诱导因其抗氧化防御系统的损伤引起.试验的结果说明,联苯菊酯对褐菖鮋具有较强毒性,联苯菊酯的使用对鱼类特别是近海鱼类的影响不容忽视.
【期刊名称】《宁德师范学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(027)004
【总页数】5页(P398-402)
【关键词】褐菖鮋;联苯菊酯;脂质过氧化;抗氧化防御系统
【作者】林灵;高玲玲;徐凯云;苏桂花;郑强强;张萍;李进寿
【作者单位】宁德师范学院生物系,福建宁德352100;宁德师范学院生物系,福建宁德352100;宁德师范学院生物系,福建宁德352100;宁德师范学院生物系,福建宁德
352100;宁德师范学院生物系,福建宁德352100;宁德师范学院生物系,福建宁德352100;宁德师范学院生物系,福建宁德352100
【正文语种】中文
【中图分类】X174
拟除虫菊酯类农药在农业生产上主要用做农作物、果树的病虫害防治[1，2]，由于该类农药具有生物活性优异、环境相容性好等优点，因此是农业生产上常用的杀虫剂，一直以来都占有较大的市场份额[3].其中的联苯菊酯（Bifenthrin，BF）由于代谢产物毒性低，因此欧盟（EU）从2007 年7 月1 日起对茶叶农药的最高残留量执行新标准仍然维持为5mg·kg-1，而其他的除虫菊酯类农药的标准是较为严格的0.1mg·kg-1或更低[4]，故而BF 成为拟除虫菊酯类农药中使用最广泛的杀虫剂.然而，农药的开发与应用所产生的生态问题不应被忽视，据推算，在农业生产上使用的各类农药作用于靶生物（target organisms）的有效成分只有1%[5]，绝大部分进入土壤与水体环境，最终汇集到海洋.目前，有关拟除虫菊酯类农药的毒理学研究主要集中在耙动物昆虫和非耙动物的哺乳动物，有关环境的代谢及归属研究则集中在陆地和土壤[6]，然而，残留于土壤的农药随溪流、雨水的流动最终汇集于海洋，特别是近海水域.据孙广大[2]的报道，农业生产上常见的9 种拟除虫菊酯类农药在厦门西海岸及九龙江河口水体中均被检出，因此该类农药的使用所产生的环境问题应受重视.
脂质过氧化（Lipid peroxidation）是自由基生物学的一个分支.多烯不饱和脂肪酸是有机体生物膜脂质的重要成分，对维持生物膜的生理机能具有重要的作用，发生脂质过氧化将对生物膜的功能与结构造成损伤与破坏.生物体在其代谢过程中产生的自由基为维持生命所必须，但浓度过高的自由基则对机体有害.因此，生物体内
自由基的产生与清除处于一种动态的平衡，一旦该平衡被破坏将危害机体的正常代谢.因此，脂质过氧化成为毒理学研究的一个热点[7-9].自然环境促使机体产生过量自由基的因素有多种，这些因素都可能引起脂质过氧化反应，例如电离辐射、紫外线、臭氧、废气、杀虫剂、除草剂、光敏剂及金属离子等[10].褐菖鮋（Sebastiscus marmoratus）别名假石斑、石头鱼等，是我国东南海近岸的常见经济鱼类，因其体型较小且行卵胎生，因此常被用做海洋环境毒理学的研究对象[9，11-13].本研究以褐菖鮋为受试对象，以环境相关浓度（1，10，100ng·L-1）的
BF 对其进行慢性水体暴露，取其卵巢探究BF 对鱼类脂质过氧化的诱导，以评估BF 的使用可能造成的生态问题.
1 材料和方法
1.1 药品与试剂
1.1.1 药品联苯菊酯（BF）购自德国Dr.Ehrenstorfer 公司，原药纯度不小于
99.5%，使用前以双蒸水配制成相应浓度的应用液.其他化学药品均为分析纯，购
自国内厂家.
1.1.2 试剂过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）试
剂盒，均购自南京建成生物工程研究所.考马斯亮蓝G250、牛血清白蛋白等为上海生物工程有限公司产品.
1.2 试验仪器
离心机：德国sigma 公司产品，型号3-18K；紫外可见分光光度计：日本岛津公
司生产，型号UV2550.
1.3 试验用鱼与暴露实验的设计
褐菖鮋体重（61.6±12.5）g，为宁德蕉城区城澳暂养于鱼排的海捕鱼，挑选体态
自然、活力较强的健康个体进行驯化与暴露实验，试验方法按吴发旺等[14]的方法进行.暴露试验设溶剂对照组、1ng·L-1、10ng·L-1、100ng·L-1组共4 个组别，
暴露时间48d.暴露试验完成后解剖鱼取其卵巢，以液氮速冻后保存于-80℃超低温冰箱用以测定相关指标.暴露试验在生物系水产实验室进行.
1.4 试验方法
SOD、CAT、MDA 的测定根据试剂盒说明书的方法进行.在测定相应的生理指标时，各组取6 个平行样（n=6）进行相关指标的测定.
1.5 数据的处理
试验结果用平均值±标准误差（mean±SE）表示，试验数据应用spss17.0 软件进行计算和分析.组间多重数据比较采用单因素方差（Duncan’s 法）分析处理组和对照组的差异，P＜0.05 为差异显著，P＜0.01 为差异极显著.
2 结果与分析
2.1 BF暴露后褐菖鮋卵巢CAT活性的变化
图1 为褐菖鮋在经过BF48d 暴露后其卵巢CAT 活力的变化.试验的结果显示，BF 对褐菖鮋卵巢CAT活性具有显著的抑制作用，卵巢CAT 活性的抑制与药物呈剂量依赖性关系，且各浓度组卵巢的CAT 活性与对照组比较均呈现极显著下降
（P=0.007，0.003，0.003）.对照组CAT 活性为（21.32±4.78）U·mg-1，低浓度组CAT 活性为（12.32±4.15）U·mg-1，中浓度组CAT 活性为（11.50±5.04）U·mg-1，高浓度组CAT 活性为（11.23±3.15）U·mg-1.
图1 联苯菊酯暴露对褐菖鮋卵巢CAT 活性影响（n=6，**：P＜0.01）
2.2 SOD活性的变化
褐菖鲉卵巢SOD 活性的变化趋势与CAT 相似（图2），且SOD 药物亦呈浓度依赖性下降.其中，对照组SOD 活性为（84.876±44.24）U·mg-1，低浓度组SOD 活性为（40.69±11.54）U·mg-1，中浓度组SOD 活性为（34.43±13.56）U·mg-1，高浓度组SOD 活性为（28.34±4.01）U·mg-1，低、中浓度组SOD 活性与对照组比较出现显著性下降（P=0.045，0.02），高浓度组SOD 活性较对照
组出现极显著性下降（P=0.009）.
图2 联苯菊酯暴露对褐菖鮋卵巢SOD 活性的影响（n=6，*：P＜0.05，**：P＜0.01）
2.3 MDA的变化
图3 是BF 暴露后，褐菖鲉卵巢MDA 含量的变化趋势.试验的结果显示，褐菖鮋
卵巢MDA 含量变化随药物浓度的提高呈上升的趋势，且MDA 对药物呈浓度依赖性上升.其中对照组MDA 含量为（9.66±2.58）nmol·mg-1，低浓度的1ng·L-1
组MDA 含量为（12.37±3.07）nmol·mg-1，中浓度的10ng·L-1 组MDA 含量
为（15.32±4.13）nmol·mg-1，高浓度的100ng·L-1 组MDA 含量为
（16.68±4.78）nmol·mg-1，低浓度组MDA含量较对照组升高但不显著
（P=0.450），而中、高浓度组MDA 含量均显著高于对照组（P=0.05，0.024）. 图3 联苯菊酯暴露对褐菖鮋卵巢MDA 的影响（n=6，*：P＜0.05）
3 讨论
CAT 是一种含血红素的酶，可迅速分解生物体内H2O2，生成H2O 和O2.SOD
则以自由基为底物，可将超氧阴离子（O2·-）歧化为H2O2 和O2·以达到清除机
体内活性氧自由基的作用，从而使细胞免受损害[15].当水体重金属、农药残留等
毒物在以低浓度及短时间内进入水生生物体内时，生物体由于氧化过程中产生的应激反应，CAT 与SOD 活性在短时间内往往会升高，但在长时间的慢性暴露或高浓度药物的胁迫条件下，大量的氧自由基被诱发产生而不能被及时清除，则酶的合成途径被阻断或者其亚单位间的装配发生了改变，从而导致酶的活力开始下降直至被抑制.如张清顺等[16]发现Cu2+进入梨形环棱螺（Bellamya purificata）体内时，SOD 在前4d、CAT 在前3d 酶活性总体上表现出诱导趋势，但随着暴露时间的延长，酶活性下降；潘鲁青等[17]的研究表明，在重金属（Cu2+、Zn2+、Cd2+）的暴露下，中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）肝胰脏和鳃丝SOD，CAT 活力在低
浓度、短时间内表现为促进作用，而高浓度、长时间则为抑制作用.在本试验中，
褐菖鮋以环境相关浓度的BF 进行48d 的水体暴露，CAT 与SOD 活性被抑制的
原因是由于褐菖鮋在BF 的长时间慢性暴露后，体内被诱发产生的大量氧自由基不能被及时清除，这些过量的自由基使得CAT 与SOD 的合成途径被阻碍或其亚单
位间的装配发生改变而引起.据Kenan 等[18]的报道，拟除虫菊酯类农药对鱼类等水生生物毒性强，对鱼类的毒性大约是哺乳动物和鸟类的10～1000 倍，本试验
的结果证实了Kenan 的结论.
脂质过氧化是多烯不饱和脂肪酸或脂质在活性氧攻击下的氧化变质，其最终分解产物为MDA[19]，因此MDA 在机体内的含量变化可反映生物体受外界毒物的胁迫程度.已有的一些研究表明，杀菌剂可对褐菖鮋的有机体抗氧化防御系统造成损伤，引起机体的脂质过氧化反应[9，13]，从而导致其肝脏、脑与脾脏等组织MDA 升高.本实验的结果显示，随着BF 浓度的增大，褐菖鮋卵巢MDA 含量也随之升高，这是由于BF 的暴露引起褐菖鮋机体抗氧化防御系统的损伤导致脂质过氧化反应的结果，因此MDA 含量的升高是由于BF 的慢性暴露使得机体产生大量的氧自由基等未被及时清除而诱发体内CAT、SOD 等酶的合成途径被阻碍所引起.
5 结论
本实验对生物体脂质过氧化主要指标CAT、SOD 与MDA 进行检测，试验的结果一致显示BF 暴露引起褐菖鮋卵巢的脂质过氧化反应，这是由于其抗氧化防御系统受到损伤所诱发.这一结果与吴发旺等对褐菖鮋肝脏与脑抗氧化防御系统相关指标
的测定[14]一致.
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