鱼类对重金属胁迫的分子反应机理
鱼类应激反应的分子机理及防治措施综述
陈琼汝，高育冉，赵 悦，等．鱼类应激反应的分子机理及防治措施综述［Ｊ］．江苏农业科学，２０２４，５２（３）：２７－３４．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２４．０３．００４鱼类应激反应的分子机理及防治措施综述陈琼汝，高育冉，赵 悦，王 壬，陈浩铭，石九四，刘羽鸿（佛山科学技术学院生命科学与工程学院／广东省动物分子设计与精准育种重点实验室／广东普通高校动物分子设计与精准育种重点实验室，广东佛山５２８０００） 摘要：生物体受到外界因素刺激时会产生应激反应，是生物适应性的一种表现形式和其赖以生存、发展的基础。
鱼类是动物蛋白的重要来源，随着渔业集约化养殖的高度发展和生态环境的变化，鱼类面临的环境压力增加。
适度应激会对机体的免疫功能和适应能力起促进作用，但长期或过强的应激会引起鱼体发生生理和行为的紊乱，导致生长缓慢、免疫力下降，引发疾病或死亡，从而严重损害经济效益。
因此，了解鱼类应激反应，对鱼类压力及时评估，有助于渔业养殖持续和绿色的发展。
本文根据国内外近年来有关鱼类应激和防护措施的研究成果进行归纳总结，主要阐述应激源对鱼类特异性和非特异性免疫系统、鱼类热休克蛋白、鱼类生理指标（葡萄糖、甘油三酯、胆固醇和蛋白含量）、鱼体损伤的评价因子的影响进行综述，并进一步提出在养殖过程中从改善水质、中草药及其活性成分的使用等方面缓解鱼体应激反应的防护措施。
最后指出现阶段对鱼类特异性免疫系统、热休克蛋白的研究还不够深入，以期为今后鱼类集约化养殖中应激反应的研究和防护措施提供参考。
关键词：鱼类；应激反应；分子机理；防治措施；免疫系统 中图分类号：Ｓ９４１．６；Ｓ９４２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２４）０３－００２７－０８收稿日期：２０２３－０３－１５基金项目：广东省自然科学基金粤佛联合基金青年项目（编号：２０２０Ａ１５１５１１０１９８）；广东省动物分子设计与精准育种重点实验室项目（编号：２０１９Ｂ０３０３０１０１０）；广东普通高校动物分子设计与精准育种重点实验室项目（编号：２０１９ＫＳＹＳ０１１）。
有害重金属在鱼体中的分布特征
水产渔业
Shuichanyuye
有害重金属在鱼体中的分布特征
郭淑杰 刘新菲
目前全球环境污染日益严峻，人们的物质生活也越来越富 足，食品安全问题成为全球的共同问题。重金属污染中的水产品 污染受到广泛关注，关于受到有害重金属污染并且超出限量的 水产品并不罕见，而且由于监管不力等原因，这些水产品部分流 入市场，最后成为人们餐桌上的佳肴。其中较为常见的污染重金 属有镉（!"）、铜（!#）、铬（!$）、铅（%&）、汞（'(）、砷（)*）等。
6、鱼体在松花江水系的重金属污染情况分析 我国 / 大水系之一是松花江水系@其沿岸的化工厂在 62 世 纪 .2 年代至 /2 年代将大量没有经处理的工业废水废渣直接排 入江水中@严重污染松花江水系。祝慧等为调查研究松花江水体 中鱼类重金属的污染状况@ 用原子吸收分光光度检测松花江鱼 体中 =0、!#、%&、!" 的含量@ A/46 9B 型测汞仪检测了 >( 的含 量，结果显示@ 松花江水系鱼体中重金属含量从高到低依次为 =0、%&、C#、>(、!"。不同种类鱼类体内重金属含量的差异较大@ 其中除 =0 以外@其他四种重金属元素在食肉性鱼类体内的含量 高于植食性和杂食性鱼类。6225 年的监测结果显示@松花江水系 鱼体中 =0、>(、!#、!" 的含量均较以前低@ 污染情况比 62 世纪 ,2 年代明显的好转@但是 %& 的污染程度却在不断的加剧@ 并且 %& 使松花江鱼类重金属的综合污染程度提高。
究重金属元素的生物累积、生物有效性、生物累积以及生态毒理
学。所以，水生生态系统中重金属元素的形态、分布、转化和毒害
9+:-9
生物体对重金属污染的反应与防御机制
生物体对重金属污染的反应与防御机制重金属污染是一个全球性的环境问题，对生态系统和全人类的健康造成了极大的威胁。
生物体作为环境中的重要成分，对重金属污染的反应和防御机制的研究显得极为重要。
一、重金属污染对生物体的影响重金属是指密度大于5 g/cm³的金属元素，如铅、汞、镉等。
它们在自然界中分布广泛，但由于人类活动的影响，重金属污染逐渐成为世界性的环境问题。
重金属污染对生物体的影响及其机制十分复杂，主要集中在以下方面。
1. 毒性作用：大量的研究表明，重金属污染会对生物体产生毒性作用，导致生物体的繁殖力、代谢能力、生长发育等受到损伤。
2. 长期积累：重金属能够在生物体中长期积累，对生物体造成慢性毒性，由此导致了许多慢性疾病的发生。
3. 影响种群结构：重金属污染还可能导致生态系统中各个种群的数量、结构和分布等发生改变，从而影响生态系统的平衡和稳定。
二、生物体对重金属污染的反应为了应对重金属污染的威胁，生物体在进化过程中形成了多种反应机制，从而改善和维持其内在环境的平衡状态。
以下是生物体对重金属污染的主要反应。
1. 转运和富集：部分重金属可以通过骨胶原、金属硫蛋白等蛋白质分子在体内转运和富集，达到减轻外界环境对生物体的污染。
2. 减少吸收量：生物体在吸收外部重金属时，会通过细胞膜上的质子泵和离子通道等机制，减少了外界环境重金属的吸收量。
3. 解毒反应：重金属在细胞内部结合到谷胱甘肽、谷胱甘肽-S-转移酶等蛋白质形成配合物，从而实现解毒，减轻重金属产生的毒性反应。
三、生物体对重金属污染的防御机制生物体对重金属污染的防御机制是维护其生存和繁衍的机制，包括以下几个方面。
1. 代谢酶的活化：生物体在遭受重金属污染时，能够通过活化琥珀酸循环、呼吸链等代谢酶，促进代谢产物的清除和排出。
2. 激活自身免疫系统：重金属污染能够刺激生物体自身免疫系统的激活，增强免疫细胞的活性和攻击能力。
3. 预防：生物体的预防机制与其对外环境的适应性密切相关。
环境胁迫对鱼免疫系统的影响综述
环境胁迫对鱼免疫系统的影响综述林春江，马振华，杨义大连水产学院 116023E-mail：Yangyi0403@摘要：环境胁迫(environmental stress)是指环境对鱼类所处的生存状态产生的压力，可以分为急性环境胁迫和慢性环境胁迫[1]。
捉捞( handling)和干扰(disturbance)等引起急性环境胁迫，而水质逐渐恶化和高密度放养等造成慢性胁迫[2]。
环境对鱼的各种刺激.即为环境胁迫因子(environment stress factor) 。
这些因子可以是致死性的.也可以是亚致死性的并足以引起鱼体的应激反应(stress)。
关键词：环境胁迫鱼免疫系统1、 引言：环境胁迫(environmental stress)是指环境对鱼类所处的生存状态产生的压力，可以分为急性环境胁迫和慢性环境胁迫。
鱼类免疫系统是鱼体执行免疫防御功能的机构，包括免疫组织及器官、免疫细胞和体液免疫因子三大类。
它的主要功能是防御、自身稳定与免疫监督三个方面。
鱼类在进行自身免疫保护时，主要行使特异性与非特异性两大免疫防御功能。
2、鱼类免疫系统的组织和器官鱼类免疫器官，主要包括胸腺、肾脏和脾脏，粘膜淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue，MALT)是重要的免疫组织。
免疫细胞可以分为两大类：一类是淋巴细胞，主要是T.B淋巴细胞，参与特异性免疫反应，在免疫应答中起核心作用；一类是吞噬细胞，包括单核细胞、巨噬细胞和各种粒细胞，参与非特异性免疫。
体液免疫因子，包括抗体和多种非特异性的免疫因子(如补体、溶菌酶等[3]。
鱼类的免疫器官与组织主要包括:胸腺、肾、脾脏、粘膜相关淋巴组织(mucosa associated lymphoid tissue. MALA)。
它与哺乳动物在免疫器官组成上的主要区别在于没有骨髓和淋巴结。
Ellis通过对鲑的研究发现胸腺是最旱形成的淋巴组织.其次是肾、脾脏。
关于鱼胁迫呼吸实验实验报告
关于鱼胁迫呼吸实验实验报告关于鱼胁迫呼吸实验实验报告引言：鱼类是水生生物，其呼吸过程与陆生动物存在一定的差异。
在水中，鱼类通过腮呼吸来获取氧气，并将二氧化碳排出体外。
然而，在某些情况下，鱼类可能会面临胁迫情况，例如水中的氧含量降低或污染物的存在。
本实验旨在研究鱼类在胁迫条件下的呼吸适应能力。
材料与方法：1. 实验动物：选择适合实验的淡水鱼种，如斑马鱼（Danio rerio）或金鱼（Carassius auratus）。
确保选取健康活跃、体型相近的个体。
2. 实验设备：- 高精度水质测试仪器：用于检测水中溶解氧含量、温度和pH值。
- 水槽：提供足够容积的水槽，以容纳实验动物并维持其生活环境。
- 水泵和空气石：用于增加水中溶解氧含量。
- 恒温箱：用于控制实验环境温度。
3. 实验流程：- 步骤一：准备工作a. 检测水质：使用水质测试仪器检测实验用水的溶解氧含量、温度和pH值，并记录。
b. 准备实验动物：将选取的鱼类逐渐适应于实验室环境，确保它们处于健康状态。
- 步骤二：基础呼吸速率测定a. 将一定数量的鱼类放入水槽中，并让其自由呼吸。
b. 使用水质测试仪器测定水中溶解氧含量，记录初始数值。
c. 在一定时间间隔内，记录实验动物的呼吸频率和呼吸深度。
- 步骤三：胁迫条件引入a. 降低水中溶解氧含量：关闭空气石和水泵，使水中溶解氧含量下降。
b. 引入污染物：添加一定浓度的有毒污染物（如重金属盐）到实验用水中。
- 步骤四：胁迫条件下的呼吸适应能力测定a. 在胁迫条件下，使用相同方法测定实验动物的呼吸频率和呼吸深度。
b. 持续记录一定时间，以观察鱼类的呼吸适应能力。
结果与讨论：1. 基础呼吸速率测定结果在正常条件下，鱼类的呼吸频率和呼吸深度表现出稳定的数值。
基础呼吸速率可作为对比胁迫条件下的呼吸适应能力的参考。
2. 胁迫条件引入结果通过降低水中溶解氧含量或添加污染物，成功引入胁迫条件。
这些条件会对鱼类的呼吸过程产生不同程度的影响。
浅谈水产动物中的重金属污染
浅谈水产动物中的重金属污染刘丽;邓时铭;黄向荣;曾春芳;李小玲;余红心【摘要】近年来,关于重金属污染事件屡见不鲜,水产品中重金属超标在人体内的积累效应会对人类的健康造成危害,如日本的"水俣病"就是由于重金属汞污染鱼贝类所造成的.因此,本文从重金属污染水产动物的毒害机理以及危害等方面进行浅析,以供参考.【期刊名称】《河北渔业》【年(卷),期】2011(000)007【总页数】4页(P51-54)【关键词】水产动物;重金属;污染【作者】刘丽;邓时铭;黄向荣;曾春芳;李小玲;余红心【作者单位】农业部渔业产品质量监督检验测试中心,湖南,长沙,410153;湖南省水产科学研究所,湖南,长沙,410153;农业部渔业产品质量监督检验测试中心,湖南,长沙,410153;湖南省水产科学研究所,湖南,长沙,410153;农业部渔业产品质量监督检验测试中心,湖南,长沙,410153;湖南省水产科学研究所,湖南,长沙,410153;农业部渔业产品质量监督检验测试中心,湖南,长沙,410153;湖南省水产科学研究所,湖南,长沙,410153;农业部渔业产品质量监督检验测试中心,湖南,长沙,410153;湖南省水产科学研究所,湖南,长沙,410153;贵州广播电视大学,贵州,贵阳,550000【正文语种】中文重金属是一类典型的累积性污染物，广泛存在于生态环境中，一旦被动物摄食，可通过食物链逐级传递和富集，并可在某些条件下转化为毒性更大的金属-有机化合物，最终危害人类的健康[1]。
只有了解水产动物对重金属的毒理效应及富集规律，才能更好地指导水产养殖行业的发展，保证水产品质量安全。
1 重金属污染的毒理效应及富集规律研究进展所谓重金属是指密度大于5 g/cm3的一类金属元素，大约有45种，环境污染所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也包括具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等[2]。
水体突发性重金属污染胁迫下斑马鱼的行为反应分析
主要 来 自矿 山开 采 、 冶炼 加工 、 械制 造及 电镀 、 机 仪 器仪 表 、 化工 等 工 业 的排 放 。 目前 ， 内 的大 部 国
分饮 用水 生 产 为敞开 式水 源 ， 由此 更增 加 了突 发性 事故 发 生 的可 能性 。 水 生 生 物 的行 为变 化 既 是 生物 适 应 环 境 的表
适应 性 最 先 表 现 出 的 是 行 为 改 变 。有 研 究 表 明 ， 质 突变 时 ， 染 物 对 鱼 类行 为 的影 响 是 由多 水 污 种生 理 系统相 互作 用而 产生 的 ， 类 的行为 反应 可 鱼 作 为 描 述 外 界 胁 迫 的 一 种 重 要 的 综 合 生 物 指 标 。 ， 比较直 观 、 速 地反 映水 质 的变 化 。在 鱼 。 能 快 类 的多种 行 为指标 中 ， 动行 为是 毒性 评价 中敏 感 游 度最 好 的行 为指标 ¨ 。 斑 马鱼 （ ｅ ｒｆｈＤ ｎ ｅ ｏ 是标 准实 验生 物 Ｚ ｂａｉ ａ ｉ ｒ ｉ） ｓ ｏ ｒ 之一 ， 泛 用 于环 境 毒 性 评 价 研 究 广 化 分析斑 马 鱼 的游 动行 为 。
第 ４期
黄东 龙 等 ． 体 突 发 性 重 金 属 污 染 胁 迫 下 斑 马 鱼 的 行 为 反 应 分 析 水
２１ ０ １年 ８月
行 为的非 正常 变化 ， 以推 断 水 质 污 染 的程 度 Ｊ 可 。
系统 采用 一 台 Ｃ Ｄ摄像 机获 取 鱼 群 的实 时运 Ｃ
鱼类 作为 水 生 生 物 的 高 级 类 群 ， 于 食 物 链 的 上 位 方 ， 客 观 反 映 水 环 境 的状 况 ， 很 好 的代 表 性 。 可 有 当水 中有 毒物 质含 量突 发性 变化 时 ， 类对 环境 的 鱼
铜离子对大菱鲆幼鱼的急性毒性
铜离子对大菱鲆幼鱼的急性毒性作者：师皓晨万玉美孙桂清赵海涛崔兆进吴彦陈秀玲来源：《河北渔业》2021年第12期摘要：在水温（15±2）℃条件下采用静水生物测试法，研究Cu2+胁迫对体重（8.19±1.47）g，体长（6.0±04）cm的大菱鲆（Scophthalmus maximus）幼鱼的急性毒性。
研究结果表明：随水中Cu2+浓度的升高，大菱鲆幼鱼表现出更多显著的急躁狂游、抬头频繁、跳跃、鳃盖起伏剧烈和分泌黏液等应激行为，随胁迫时间增加，大菱鲆幼鱼的死亡率显著升高。
Cu2+对大菱鲆幼鱼的48 h、72 h和96 h半数致死浓度（LC50）分别为2926、1.733和1.221 mg/L。
安全质量浓度（SC）为0.122 1 mg/L。
暴露时间为48 h、72 h和96 h回归方程分别为y=2.065 x+4.037 1，y= 4.095 3 x+4.022 3和y= 8.745 9 x+4.243。
Cu2+对大菱鲆幼鱼属于中等毒性物质。
关键词：大菱鲆;急性毒性;Cu2+;LC50;SC我国大菱鲆（Scophthalmus maximus）工厂化养殖规模居全球之首[1]，主要养殖地区集中在渤海湾的三省一市，即河北省、山东省、辽宁省和天津市，而渤海湾是目前我国收纳污染物最多的海域，且渤海湾海水中的重金属含量超出平均水平24倍[2]。
王宏伟等[3]报道在天津渤海湾4种重金属的分布及生态风险评价中，Cu2+污染显著增加，表明测试区域的水体中具有潜在危害，可能对当地敏感物种产生影响。
目前，Cu2+对水生生物的胁迫作用研究在虾、蟹、鱼类等已取得一定的成果，如克氏原螯虾（Procambarus clarkii）、中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）、中华鲟（Acipenser sinensis）等，研究主要涵盖急性毒性、行为、生理生化和分子水平等方向。
关于鱼类暴露于Cu2+的研究主要有Cu2+胁迫下鱼类的急性毒性和行为方面。
植物对重金属胁迫响应的分子机制
植物对重金属胁迫响应的分子机制植物是人类生活中最为重要的生物资源之一，除了可以作为食物和医药外，还扮演着重要的景观和生态作用。
然而，随着社会的发展和人类活动的增加，环境污染已经成为了影响植物生长发育的重要因素，特别是重金属污染问题愈加突出。
因此，深入了解植物对重金属胁迫响应的分子机制，对于改进重金属污染土壤中植物生长状况，增强植物的重金属抗性以及减轻环境污染的影响具有重大意义。
一、植物对重金属胁迫的响应重金属污染对植物的影响包括抑制植物的生长，导致植物水分失控和光合作用受阻，甚至会引发植物细胞的死亡。
植物根系是植物吸收水分和养分的重要器官，同时也是重金属进入植物体内的重要通道。
研究表明，植物对重金属胁迫的响应包括以下几个方面：1. 重金属在植物根系中的吸收和转运植物的根系对重金属的吸收和转运具有高度的选择性，这取决于不同植物在吸收和排放重金属过程中的调节机制。
特别是在重金属污染土壤中，植物根系对重金属的吸收、转运和应对机制会发生改变。
2. 激活植物自身的防御机制植物对于重金属胁迫的反应与其激活自身的防御机制密切相关。
一些研究表明，植物在受到重金属胁迫后，会启动一系列的生理和分子反应机制，通常包括抗氧化防御、吸收和转运重金属、生成螯合物、减少吸收和转运蛋白等机制。
3. 形态和生理变化受到重金属胁迫的植物会发生形态和生理变化，例如叶片增厚、根长增加、叶色变化等等，这些反应机制能够帮助植物承受重金属胁迫。
二、植物对重金属胁迫的分子机制虽然植物对重金属胁迫的响应是一系列生理和分子反应的结果，但其中的分子反应机制对于植物的重金属抗性和应对机制具有至关重要的作用。
植物对重金属的应答主要是通过调节基因表达水平来实现的。
尤其是调控功能的转录因子，以及一些酶类、离子通道等转运蛋白参与到植物对重金属胁迫的反应和处理中。
1. 植物基因表达对重金属胁迫的响应植物生长发育和逆境响应都与基因表达调节密切相关，对照组和处理组的基因表达水平的比较是了解植物重金属应答的重要窗口。
重金属在水生环境鱼体中积累及分布
重金属在水生环境鱼体中积累及分布一、实验目的与要求1．通过本实验了解重金属在水生环境鱼体中的迁移、积累及分布特征，加深对环境污染物在生态环境中迁移转化的理解。
2．学习生物样品的重金属测定方法（样品的制备，消化前处理、火焰原子吸收分光光度计的原理及使用方法等）。
二、实验方案1．实验药品（1）Cr标准贮备溶液（2）浓硝酸（3）高氯酸2．实验仪器（1）鱼缸（2）不锈钢解剖刀（3）勺子（4）直尺（5）烧杯（6）移液管（7）电子天平（8）研磨碗及研磨棒（9）比色管（10）剪刀（11）冰柜，冷冻干燥机（12）原子吸收分光光度计（13）电热板3．实验步骤（1）测定鱼的体重及体长；（2）用三把解剖刀对鱼进行解剖，避免相互污染，取用鱼的肉、鳞及肝脏作为样本，并且用刀及研磨用具将肉及内脏匀浆，用剪刀将鱼鳞尽量剪碎；（3）准备三个烧杯，称量空干烧杯的重量，记为G杯，以及加入样品后的湿重，记为G 湿，在-20℃冰柜中冷冻24h，然后置冰冻干燥机冰冻干燥48—72h 后称重，记为G干，计算含水率；（4）称取大约1g干样于50ml高型烧杯中，加入10ml浓硝酸，在电热板上加热到没有泡沫，取下，在加入10ml浓硝酸，在电热板上加热到近干，然后在加入5ml高氯酸，在电热板上加热到白烟冒尽，转移到50ml比色管中，定容到刻度线，摇匀，静置。
三、实验结果与数据处理1．数据分析列表：表一第一大组第二小组数据记录表2：计算步骤计算含水率【含水率%=（G湿-G干）/( G湿-G杯)*100%】第一大组（第2小组）草鱼各部位的含水率计算如下：鱼肉：含水率%=[（44.36-41.40）/(44.36-40.45）] *100%=76%内脏：含水率%=[（41.96-38.84）/(41.96-37.57 )] *100%=71%鱼鳞：含水率%=[（47.40-46.00）/(47.40-43.31) ] *100%=34%求富集系数【BCF=Cr测定值/0.05】综合科学1、2班各组各种鱼的各部位对重金属Cr的富集系数计算如下：福寿鱼鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.9175/0.05=18.35鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 1.235/0.05=24.7内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.415/0.05=28.3草鱼鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.9275/0.05=18.55鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 1.27/0.05=25.4内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.42/0.05=28.4白鲫鱼鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.6904/0.05=13.808鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 0.95/0.05=19内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.326/0.05=26.52鲤鱼鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 0.52/0.05=10.3333333鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 0.9266670.05=18.53333内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.32/0.05=26.52大头鱼鱼肉：BCF=Cr测定值/0.05= 1.19/0.05=23.8鱼鳞：BCF=Cr测定值/0.05= 1.37/0.05=27.4内脏：BCF=Cr测定值/0.05= 1.7175/0.05=34.35图一各种鱼以及各部位富集系数图求方程【C=aGb】求解方法：通过确立关系式logC=blogG+loga，求解参数a、b，再来确定C=aGb的关系，具体步骤如下：以鲤鱼为研究对象，从实验数据中可提取出鲤鱼鱼肉的重金属Cr浓度C与鱼重G，进而分析其关系，具体如表3-2和图3-2所示。
重金属对鱼类的危害及污染防治
水产养殖重金属对鱼类的危害及污染防治湖南晶天科技实业有限公司 郑宗林 黄朝芳 湖南生物与机电工程职业技术学院 廖三赛 水产动物重金属污染问题,在世界范围来说是一个较普遍的食品卫生问题。
如加拿大、美国、日本因河流被污染,大量鱼、贝类的汞含量超过规定指标。
诸如此类问题,给人类带来了严重危害。
淡水鱼类重金属污染问题情况很复杂,污染的有毒化学物质种类繁多,涉及的范围很广泛,常见的有汞、砷、铅、铬、镉等,其中砷属于非金属,但常将其纳入重金属类加以考虑。
1 有毒金属的主要来源水产动物污染有毒金属的主要来源可分为外源性和内源性(生物富集),外源性污染来源包括饲料、水质、底泥、空气、药物等。
111 饲料中有毒化学物质的污染 在现代化的大面积集约化养殖中,精养系统中使用的饲料一般都加入促进动物生长和防病的药物性添加剂,由于过量使用造成对养殖水产动物有毒害和副作用的药物残留问题。
另外,植物性饲料原料在种植过程中必然会施用一定量的农药,导致农作物农药残留,作为鱼类饲料的谷类及其外皮、壳等必然含有一定量的残留农药。
112 水体中有毒化学物质的污染 水不仅存在着生物性污染,而且也存在着严重的化学性污染问题。
水体重金属污染主要来源是未经处理的工业废水和生活污水;油轮漏油、农药随雨水冲刷于江河中,都可使重金属如汞、镉等沉积于水体底质。
水质的重金属污染极其复杂,一般常见的无机物质有汞、铅、镉、锌、砷、矾、钡等重金属类及氰化物、氟化物等。
鱼类终生生活在水中,在呼吸过程中吸入的水含部分重金属经口腔进入体循环,而且鱼体表也容易吸附重金属而进入鱼体。
113 土壤中有毒化学物质的污染 土壤中有毒化学物质主要为汞、铅、镉、铜、锰、锌、砷等重金属元素。
土壤中污染的有毒化学物质主要来源于工业“三废”、农药、化肥、垃圾和污水,以及未经无害处理的粪便。
由于雨水冲刷,大量重金属污染物进入土壤,从而间接引起水产品重金属污染。
114 空气中有毒化学物质的污染 在人类生产、生活活动中,燃料燃烧所排出的废气,工厂生产中含重金属如汞、铅、镉、锌、砷、矾、钡等工业废气,排入空气,逐渐向周围扩散,自然沉降或随雨滴降落在土壤、水体中造成污染,饲料、空气、水、土壤的污染不是孤立的,而是相互联系、相互影响的。
生物逆境胁迫的分子应答机制
生物逆境胁迫的分子应答机制生物体在其生存环境面临逆境胁迫时，经过一系列的自适应反应，可改变其生理和代谢状态来适应环境变化，这就是生物逆境胁迫响应的机制。
生物体的逆境胁迫有很多种形式，比如高温、低温、光照不足、重金属污染、细菌感染等等。
在面对这些逆境胁迫时，生物体常常通过转录调控、信号传导、代谢途径调整等分子机制来实现自适应反应。
本文将结合相关研究进展，讨论生物逆境胁迫分子应答机制的相关内容。
高温逆境胁迫的分子应答机制在高温逆境胁迫下，生物体需要通过一系列的逆境响应分子机制来维持其生存。
目前研究发现，许多热激蛋白(HSP)在高温逆境下可以被启动和表达，这些HSP可促进细胞对热休克的适应并维持细胞膜的稳定性。
此外，热休克因子(HSFs)可反转转录调控和翻译抑制，在高温逆境下激活HSP的表达等，从而促进高温逆境下生物体的逆境响应。
低温逆境胁迫的分子应答机制在低温逆境胁迫下，生物体可以通过多种途径响应逆境。
一方面，低温可导致细胞膜的稳定性降低，细胞膜上的脂质可促进UCP3（3,5,3'-三碘-L-甲基-L-苯恶唑-4'-甲酰胺）等基因的表达，从而提高细胞抗冻能力。
另一方面，低温可通过调节EATF3基因来维持细胞功能。
近期发现，EATF3编码的蛋白质在低温下表达增加并参与了植物的低温逆境响应，促进植物的逆境适应性。
光照不足逆境胁迫的分子应答机制在光照不足逆境胁迫下，光合作用受到抑制，生物体需要通过一系列途径响应逆境。
目前，研究发现植物的光照不足逆境响应主要涉及到许多基因家族，如bZO，HY5和ZTL家族等。
这些基因家族在光照不足诱导下，可参与植物的生长调控、色素合成和光合作用等，从而降低光照不足对植物的影响。
此外，研究还发现，植物中的内源性激素如脱落酸和赤霉素等也与光照不足逆境响应密切相关，它们可改变植物的生长方向和发育等。
细菌感染逆境胁迫的分子应答机制细菌感染是常见的细胞逆境胁迫之一。
在细菌感染逆境下，生物体可通过多种途径响应对抗细菌感染。
藻类对重金属胁迫的生理响应与解毒机制
3.2 加强分 子生物学与 环境科学领 域的交叉研 究
1
利用转基因工程培育、开发修复 效率高、运行费用低的新型藻类。
研究藻类对重金属胁迫的生理响应与解毒机制
• 了解藻类对重金属的吸收和积累及其生理机制。 • 了解藻类对重金属毒性的抗性和耐受机理。 • 研究其生理、生化反应及积累毒物的特点，可以准确
地判断水体的污染性质和污染程度。实现水体污染的 高灵敏度连续监测和早期预报。 • 通过研究藻类对重金属的耐性机制，将藻类用于水体 重金属污染的生物修复器。 • 利用藻类构建水产养殖生态系，实现清洁生产。 • 了解重金属污染物在水域生态系统食物链中的迁移转 化规律，寻找水产品质量安全的解决方案。 • 生产金属硫蛋白等功能性物质。
2004年和 2005年我国 全海域未达到 清洁海域水质 标准的面积约 13.9万平方公 里。
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图1 各重点海域铅平均含量
我国大部分河口、海湾 的海水铅含量超过一类 水质标准；
部分重点海域汞含量较 高；
个别重点海域的镉含量 偏高；
图2 海洋沉积物中镉平均含量 图3 海洋沉积物中砷平均含量
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在重金属胁迫下，热激蛋白的 协同作用可能在清除或修复重 金属变性蛋白质、保护其它蛋 白质免受损伤、维持细胞的正 常代谢和提高细胞的重金属抗 性方面有重要作用。
2.8 液泡区室化作用
•液泡区室化作用(vacuolar partmentalization)在高等植物对重金属的耐性和解毒中起着重要作用[42]。 •Nassiri等[44]在处于Cu和Cd胁迫条件下的Skeletonema costatum的液泡中也检测到了Cd、Cu和S，并发现 受重金属胁迫的细胞液泡体积增大。藻类细胞液泡中硫的存在，可能是由于低分子量的重金属-PCs复合物结合 硫之后所形成的高分子量重金属-PCs复合物进入液泡所致。 •因此，液泡区室化作用在藻类耐受重金属胁迫方面可能也是重要的解毒方式之一。
龙须菜对重金属汞胁迫的生理响应
对龙须菜 的毒害作用较 大 ，当
文 章 编 号 ：１ ０— ９ ２ ２ １ ）４ ０ ６ —６ ０ １ ６ ３ （ ０２ ０ — ４ ０ ０
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鱼类重金属中毒污染的症状及特性
鱼类重⾦属中毒污染的症状及特性重⾦属危害鱼类的特点重⾦属的污染主要是指汞、镉、铅、铬、镍、铜等，其中汞、隔的⽣物毒性最⼤。
重⾦属对鱼类的毒性主要包括内毒和外毒两个⽅⾯，内毒是指重⾦属离⼦通过鳃和⽪肤进⼊鱼体内，与体内主要酶的催化活性部位中的硫氢基结合成难溶解的硫醇盐，抑制了酶的活性，妨碍了机体的功能，从⽽引起鱼类死亡。
外毒是指与鳃、体表所分泌的粘液结合成蛋⽩质的复合物，覆盖整个鳃和体表，并充塞在鳃瓣间隙内，使鳃丝正常活动困难，阻碍了鳃丝的正常呼吸，使鱼类窒息死亡。
主要作⽤表现在4个⽅⾯：1、重⾦属为可蓄积性毒物：⽔中的重⾦属通过鱼的鳃呼吸、体表接触吸收以及⽔⽣⽣物的⾷物链作⽤，使重⾦属毒物被吸收、转移、浓缩、蓄积于鱼体内，蓄积量可以从⼏倍到成百上千倍，因此鱼体内含有较⾼的毒物残留量，从⽽影响鱼类的⾷⽤价值和⼈体健康。
2、重⾦属污染的⽔域可使鱼类及其它⽔⽣⽣物发上急性中毒死亡、亚急性中毒和慢性中毒，蓄积，导致明显的⽣态和毒理反应，甚⾄给渔业⽣产带来毁灭性的破坏。
3、重⾦属的变态影响：有的重⾦属会发⽣变态反应，其后果通常加强了毒物的毒理强度，从⽽提⾼了污染危害的程度。
如⽆机汞流⼊⽔体后，蓄积在⽣物体中，在微⽣物的作⽤下变成毒性更强的甲基汞。
4、重⾦属的诱变影响：有些重⾦属对鱼类及其⽔⽣⽣物具有致癌、致畸、致突变的“三致”作⽤。
表现为⼀定的诱变活性。
如：隔、六价铬等对⽔⽣⽣物产⽣明显的毒性和遗传变异等。
鱼类铬中毒的症状及特性铬元素符号Cr，银⽩⾊⾦属，在元素周期表中属ⅥB族，铬的原⼦序数24，原⼦量51.996，体⼼⽴⽅晶体，常见化合价为+3、+6和+2。
1797年法国化学家沃克兰 (L.N.Vauquelin)在西伯利亚红铅矿（铬铅矿）中发现⼀种新元素，次年⽤碳还原，得⾦属铬。
因为铬能够⽣成美丽多⾊的化合物，根据希腊字chroma（颜⾊）命名为chromium。
铬是重要的合⾦元素。
铬以⾦属铬和铬铁形式加⼊钢与合⾦中。
重金属污染对水生生物的危害
重金属污染对水生生物的危害随着人类工业化进程的加速，重金属污染问题日益突出。
重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素，如铅、汞、镉、铬等。
这些重金属在自然界中存在，但由于人类活动的增加，如工业废水排放、农药使用和矿山开采等，导致重金属污染的程度不断加剧。
重金属污染对水生生物产生了严重的危害，不仅对生物个体造成直接损害，还对整个生态系统产生不可逆转的影响。
首先，重金属污染对水生生物的生长和繁殖能力造成了直接威胁。
重金属可以通过水体进入生物体内，富集在生物体的组织中，干扰生物体的正常代谢过程。
例如，铅和汞可以干扰鱼类的生长和发育，导致鱼体形态异常、生长迟缓甚至死亡。
镉和铬对水生生物的繁殖能力也有显著影响，研究表明，暴露在镉和铬中的水生生物的繁殖率明显下降，导致种群数量减少。
其次，重金属污染对水生生物的生物化学过程产生了严重的干扰。
重金属可以与生物体内的酶和蛋白质结合，干扰酶的活性和蛋白质的正常功能。
例如，铅可以与鱼类体内的酶结合，抑制酶的活性，影响鱼类的能量代谢和免疫功能。
汞可以干扰鱼类体内的蛋白质合成，导致蛋白质结构异常，影响鱼类的正常生理功能。
这些干扰会导致水生生物的生理功能紊乱，增加其对其他环境胁迫的敏感性，降低其生存能力。
此外，重金属污染还对水生生物的行为产生了重要影响。
研究表明，暴露在重金属中的水生生物会出现行为异常，如活动减少、食欲减退等。
这些行为异常可能是由于重金属干扰了水生生物的神经系统功能。
例如，铅和汞可以干扰鱼类的神经传导，导致鱼类运动能力下降，影响其觅食和逃避捕食者的能力。
这些行为异常不仅会影响个体的生存和繁殖，还会影响整个生态系统的稳定性。
最后，重金属污染对水生生物的生态系统功能产生了严重的破坏。
水生生物是水生生态系统的重要组成部分，它们在食物链中扮演着关键角色。
重金属污染会导致水生生物的死亡和种群数量减少，进而影响整个食物链的稳定性。
如果食物链中的某个环节受到重金属污染的影响，将会引发级联效应，进一步破坏整个生态系统。
水产养殖中的鱼类养殖水体重金属污染研究
水产养殖中的鱼类养殖水体重金属污染研究鱼类养殖已经成为全球食品生产体系中的重要组成部分。
然而，随着水产养殖规模的扩大和养殖技术的进步，鱼类养殖水体中出现了严重的重金属污染问题。
本文将研究水产养殖中的鱼类养殖水体重金属污染，并提供一些解决方案来减轻这一问题的影响。
一、鱼类养殖水体重金属污染的原因鱼类养殖水体中的重金属污染主要来源于以下几个方面：1. 养殖底泥：养殖底泥中的重金属含量较高，如镉、铬、铅等。
当底泥搅动或被鱼类搜食时，这些重金属会溶解到水中，造成水体污染。
2. 饲料和添加剂：饲料和添加剂中可能含有一定量的重金属，如汞、铅等。
在鱼类消化过程中，这些重金属会被吸收并积累在鱼体内，最终进入养殖水体。
3. 水源污染：一些水源中存在着重金属污染物，如工业废水、农药残留等。
当这些污染物被引入到鱼类养殖水体中，鱼类会通过鳃呼吸等途径吸收重金属，导致水体污染。
二、鱼类养殖水体重金属污染对环境和人体健康的影响鱼类养殖水体中的重金属污染对环境和人体健康都会产生不可忽视的影响。
以下是影响的主要方面：1. 水质污染：重金属污染会引起水体富营养化、水体颜色变浑浊等问题，降低水质，影响水产养殖的生长和品质。
2. 生物富集：鱼类通过鳃呼吸吸收水中的重金属，导致鱼体内重金属含量的升高。
当人们食用这些含重金属的鱼类时，就可能对健康造成潜在威胁。
三、解决鱼类养殖水体重金属污染的方案为了减轻鱼类养殖水体中的重金属污染问题，以下措施可以提供一些参考：1. 加强管理控制：建立监测系统，定期检测养殖水体中的重金属含量，及时发现问题并采取相应的措施。
加强对养殖底泥和饲料的管理，控制重金属的输入量。
2. 优选养殖区域：选择养殖区域时，应考虑到水源的质量和周边环境污染的情况。
避免养殖水体受到外部污染物的影响。
3 水体修复：采取一定的水质调控措施，如增氧、增加水的流通等方式，促进水体的自净能力，降低重金属的含量。
4. 合理利用废弃物：充分利用养殖过程中产生的废弃物，如养殖底泥、剩余饲料等，进行资源化处理，减少重金属的释放。
环境胁迫对鱼类生理机能的影响
环境胁迫对鱼类生理机能的影响洪 磊,张秀梅*(中国海洋大学水产学院,山东青岛266003)摘 要:综述了环境胁迫的类型以及胁迫条件下鱼类的生理状态及其变化规律,认为鱼类对胁迫的适应反应从神经内分泌活动变化开始,激素含量变化是鱼类应激的敏感指标,血液指标在鱼类应激检测中有较高的应用价值。
关键词:环境胁迫;鱼类;生理机能中图分类号:Q 494 文献标识码:A 文章编号:1671-6647(2004)01-0114-08环境胁迫(environmental stress)是环境对鱼类所处的生存状态产生的压力,环境对鱼类的各种刺激,即为环境胁迫因子(environmental stress factor)[1]。
鱼类是水生低等变温脊椎动物,容易受外界环境的影响。
在工厂化养殖生产过程中温度、盐度、溶解氧、酸碱度、氨氮和亚硝酸盐等因素是影响鱼类生长的主要胁迫因子。
温度可以影响鲢、鳙鱼体内转氨酶活性,随温度升高酶活性增强而且鱼体血液红细胞数目也随温度变化发生波动[2]。
盐度在鱼类的生长过程特别是在仔鱼期起重要的作用[3]。
低pH 值不仅可以影响鱼类的胚胎发育、耗氧代谢和血液酸碱平衡,也可以引发草鱼鳃和肝组织超氧化物歧化酶(SOD)活性的升高[4]。
另外,暴露于pH 4.5~ 5.0水体中的鲤鱼血糖明显升高,体重明显下降,可抑制鱼体生长[5]。
在氨氮对鲢鱼(Hy -p op hthalmichthys molitr ix )、鳙鱼(A ristichthys nobilis )、草鱼(Ctenop hary ngodon idellus )、鲤鱼(Cyp r inus carp io )的影响实验中,水中氨氮含量过高会导致鳃丝扭曲明显、鳃上皮增生、鳃丝粘连,同时可以观察到肝组织变得松软、易破碎、肝实质细胞的细胞质明显减少,有的甚至出现空泡化[6]。
养殖水体中亚硝酸盐达到一定浓度易引起鱼类中毒而使血液里高铁血红蛋白的含量升高、载氧能力下降,造成组织缺氧、神经麻痹、甚至窒息死亡[7]。
重金属蓄积对渔业水环境的胁迫
Ｐ （ Ｈ） ｂ Ｏ ： 等） ，在ｐ ５时，各种无机形态 Ｐ 配合物的分配为：８％ ＰＯ 、１％ ＰＣ ” Ｈ８ ． ｂ ８ ｂＨ ０ ｂＯ
２ （ ｂ １ ＋ Ｐ Ｃ ＋ ｂ Ｏ ） 。 ％ Ｐ Ｃ ｂ １ Ｐ Ｓ ４
１ ３ 重 金属在 水体 中的迁 移 ． 重 金属在 水环境 的迁 移 ，按 照物质 运动 的形 式 ，可分 为机 械迁 移 、物 理化 学迁 移 和生物学 迁
维普资讯
２０ ０ ８年
广 东微 量 元 素 科 学 Ｇ Ａ Ｇ Ｏ ＧＷＥＬＡ Ｇ Ｙ Ａ Ｓ Ｅ Ｅ Ｕ Ｎ Ｄ Ｎ ＩＩ Ｎ Ｕ Ｎ Ｕ Ｋ ＸＵ
第 １ 第 ９期 ５卷
形成 富 里酸 （ ｕｖ ａｉ，Ｆ 的配 合物 ；在 天然 水 体 中 ，还 存 在 一些 无 机 颗 粒 状 的 Ｐ Ｆｌｃｃｄ Ａ） ｉ ｂ化 合 物 （ Ｐ Ｏ、Ｐ Ｃ ３ ｂ Ｏ 等 ） 如 ｂ ｂ Ｏ 、Ｐ Ｓ 以及 水解 产物形 态 （ Ｐ Ｏ 、Ｐ （ Ｈ）、Ｐ （ Ｈ） 如 ｂＨ ｂ Ｏ ｂ Ｏ 、Ｐ ２Ｏ ¨ 、 ｂ（ Ｈ）
（ ｒ 、锰 （ ｎ 、钴 （ ｏ Ｃ） Ｍ） Ｃ ）等 ，其污染特点是来源广、残 留时间长、具有累积性 、能沿食物链转 移 、污染后 不易 被发 现和 难 以恢复 等 ，严重 地危 害着 渔业 水环 境 和水生 生物 ，并 对人类 的健康造
成潜在 的 威胁 。
１ 重 金属 在 水 环 境 中的 污 染 特 征
中的许多物质生成配合物或螯合物 ，大大增加其溶解性 。已经进入沉积物中的重金属，还能因为 配合 物或螯 合物 的生成 再 进入 水体 ，造 成二 次污 染 Ｊ 。
１ ２ 影响重 金属 形态 的 因素 ．
水体 中的 ｐ Ｈ值 、金 属 离子 的 颗 粒 物 、盐 度 和 硬 度 等 ，
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第２ ９卷第 ２期
２１ ０ ２年 ４月
生 物 学 杂 志
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子胁迫 时体 内会 产生一 系列相 关基 因的表达 变化 ， 并合成 相关 的蛋 白和 酶 ， 热激蛋 白、 属硫蛋 白、 如 金 转运铁 蛋 白、
谷 胱 甘 肽 转 移 酶 、 氧 化 氢 酶 、 氧 化 物 歧 化 酶 等 以 应 对 重金 属 对 机 体 产 生 的 危 害 。这 是 生物 体 对 环 境 的 一 种 应 激 过 超
保 护 性 反 应 ， 生物 体 对 周 围环 境 中过 量 重金 属 的 一 种 防 御 性 机 制 。通 过 鱼 类 在 重 金 属 胁 迫 下组 织 中相 关 基 因的 是
表 达可 以从 分子水平上来 阐述 有毒 物质对鱼体产 生的影响。综述 了重金属 离子胁迫 下鱼 类机 体的分子反应机理 。
ｌｔ ｉｎｅ ｎ，ｔａ ｆ ｒｉ ｓ，ｇ ｕａ ｈ ｏ ｅ ｔａ ｆｒ ｓ ｓ，ｃ ｔｌ ｓ ｎｄ ｓ ｅ ｏ ｉ ｓ ｏｈｏ ｉ ｒ ｎｓｅｒｎ ｌ ｔｔ ｉ ｎ ｒ ｎｓｅ ａ ｅ ａ ａａ ｅａ ｕｐ ｒ ｘｄｅｄｉｍｕｔｓ ｇ ｉ ｔｔ ｈｅｂａ ｆｅ ｔｏ ｅ ｖ ｍｅ ａｓ Ｔｈ ｅ ｅ ａ ｅ ａ ａｎｓ ｏ ｔ ｄ ｅ ｃ ｆｈ ａ ｙ ｔ ｌ． ｅｇ ｎ
鱼 类 对 重 金 属 胁 迫 的 分 子 反 应 机 理
丁为群 ， 刘迪秋 ， 葛 锋， 陈朝银 ， 饶 健 ， 阿涛 周
（ 昆明理 工 大学 生命 科 学 与技 术 学院 ，昆明 ６０ ２ ） ５ ２４
摘 要： 水体 中浓度超标 的重金 属对鱼类 的正常生命活动产 生 了严重影响 ， 甚至导致鱼类 的死 亡。鱼体受重金属 离
Ｋ ｅ ｗ ｏ ｄｓ：ｈｅ ｖ ｔｌ ｍｏｅ ｕｌｒｍ ｅ ｈａ ｉｍ ；ｈｅ ｔｓ ｏ ｋ ｐ ｏｅ ｎ；ｍｅ ａｌｔ ｉ ｎ ｉ ｙ ｒ ａ ｙ ｍｅ ａ ； ｌｃ ａ ｃ ｎ ｓ ａ ｈ ｃ ｒ ｔｉ ｔｌｏｈ ｏ ｅｎ；ｔａ ｓｅ ｒｎ； ａ ｉ ｘｄａ ｅｅ ｅ ｓ ｓｅ ｒ ｎ ｆ ｒｉ ｎｔｏ ｉ ｎｔｄ ｆｎｓ ｙ ｔｍ
机理复杂性 ， 关 重金属在水生生态 系统 中的形态 、 有 分
织 中的积 累相 对较 低 。进 入鱼 体 的重金 属 可 分 为 三 类： 一是被 动粘附在鱼体体表 的金属 ， 它们不参 与生 理
重金属是一类 危 害严重 的水 体污 染 物 ， 渔业 发 对 展 和水 体生态环境带来 毁灭性 的影 响。虽 然重金 属污
染 问题 已 引起 人们 的高度 关 注 ， 但是 由于重 金属 在水 生生态系统 中呈现 较 为 复杂 的形 态 和相 对 较 高 的活 性， 以及 对鱼 类较 强 的毒 性 和鱼类承 受重金 属毒 害 的
关 键 词 ： 金 属 ； 子 机 理 ； 激 蛋 白 ； 属 硫 蛋 白 ；转 运 铁 蛋 白 ； 氧 化 防御 系统 重 分 热 金 抗
中 图 分 类 号 ： １４ Ｘ ７０
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ５—１３ （０ ２ ０ ０ ８ ０ ２９ ７ ６ ２ １ ）２— ０ ４— ４
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