久效磷農(nóng)藥對(duì)尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)幼魚生長(zhǎng)及GH-IGF-I軸的影響研究.pdf

1、久效磷農(nóng)藥具有很強(qiáng)的神經(jīng)毒性和內(nèi)分泌干擾性，其使用及高殘留已經(jīng)造成嚴(yán)重的水體污染。水體中的久效磷可能會(huì)影響魚類的生長(zhǎng)發(fā)育、結(jié)構(gòu)、生殖及行為等多個(gè)方面，從而影響魚類種群甚至整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)的健康。然而目前久效磷農(nóng)藥對(duì)魚類生長(zhǎng)的影響研究極為鮮見(jiàn)，急需確定久效磷農(nóng)藥對(duì)魚類生長(zhǎng)的影響效應(yīng)及其作用機(jī)制。為此，本文選用“新吉富”品系尼羅羅非魚作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，采用0.001～1.000 mg·L-1久效磷農(nóng)藥暴露羅非魚幼魚至21天、42天，測(cè)定其標(biāo)準(zhǔn)體

2、長(zhǎng)、體重，并計(jì)算其特定生長(zhǎng)率，探究了久效磷農(nóng)藥對(duì)羅非魚幼魚生長(zhǎng)的影響效應(yīng)。由于硬骨魚類的生長(zhǎng)主要受到生長(zhǎng)激素/胰島素樣生長(zhǎng)因子-I軸(growthhormone/insulin-like growth factor-I axis，GH/IGF-I axis)的調(diào)控，本研究進(jìn)一步采用real-time PCR方法檢測(cè)了久效磷農(nóng)藥暴露對(duì)尼羅羅非魚垂體GH、肝臟GHR1、GHR2、IGF-I基因表達(dá)的影響，采用RIA、IRMA方法檢測(cè)了久效磷

3、農(nóng)藥對(duì)尼羅羅非魚血漿GH、IGF-I、IGFBP-3水平的影響，從GH/IGF-I軸相關(guān)因子基因表達(dá)水平及血漿水平的角度初步分析了久效磷農(nóng)藥干擾羅非魚生長(zhǎng)的作用機(jī)制，為科學(xué)評(píng)估有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)魚類的影響提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 本文研究結(jié)果表明：
　　 (1)以0.001、0.010、0.100、1.000 mg·L-1久效磷農(nóng)藥水體半靜態(tài)暴露尼羅羅非魚幼魚21天、42天，各暴露組羅非魚標(biāo)準(zhǔn)體長(zhǎng)、體重均極顯著低于對(duì)照組，其特定生

4、長(zhǎng)率也隨著久效磷農(nóng)藥暴露濃度的升高而逐漸降低，呈明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系，結(jié)果表明久效磷農(nóng)藥能夠顯著抑制尼羅羅非魚幼魚的生長(zhǎng)。
　　 (2)以0.001、0.010、0.100、1.000 mg·L-1久效磷農(nóng)藥暴露尼羅羅非魚幼魚21天，各暴露組垂體GH mRNA水平、血漿GH水平隨暴露濃度提高而逐漸升高，與特定生長(zhǎng)率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。結(jié)合后面對(duì)肝臟IGF-I的檢測(cè)結(jié)果，分析認(rèn)為GH不是久效磷農(nóng)藥抑制羅非魚生長(zhǎng)的直接作用靶點(diǎn)，久效磷農(nóng)藥作

5、用下GH基因表達(dá)與合成分泌的升高是肝臟IGF-I的負(fù)反饋效應(yīng)所致。
　　 (3)以0.001、0.010、0.100、1.000 mg·L-1久效磷農(nóng)藥暴露尼羅羅非魚幼魚21天、42天，各暴露組羅非魚肝臟GHR2基因表達(dá)水平均受到顯著抑制，并呈現(xiàn)劑量效應(yīng)關(guān)系。低濃度久效磷農(nóng)藥暴露組羅非魚肝臟GHR1基因表達(dá)水平與對(duì)照組無(wú)顯著差異，較高濃度組基因表達(dá)水平受到極顯著抑制，因?yàn)镚H主要通過(guò)與肝細(xì)胞表面的GHR2結(jié)合，促進(jìn)肝細(xì)胞合成IG

6、F-I，發(fā)揮其促生長(zhǎng)效應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)久效磷農(nóng)藥顯著抑制肝臟GHR2基因表達(dá)，推測(cè)GHR2可能為久效磷農(nóng)藥抑制羅非魚生長(zhǎng)的作用靶點(diǎn)之一。
　　 (4)以0.001、0.010、0.100、1.000 mg·L-1久效磷農(nóng)藥暴露尼羅羅非魚幼魚21天、42天，肝臟IGF-I基因表達(dá)及血漿IGF-I水平逐漸降低，呈劑量效應(yīng)關(guān)系，并與特定生長(zhǎng)率及肝臟GHR2 mRNA水平均具有正相關(guān)關(guān)系。該結(jié)果進(jìn)一步支持了肝臟GHR2為久效磷農(nóng)藥直接作用

7、靶點(diǎn)的推測(cè)：即使在垂體GH水平升高的狀態(tài)下，由于其受體GHR2表達(dá)被抑制，其介導(dǎo)肝細(xì)胞合成IGF-I的作用也受到抑制，導(dǎo)致血漿IGF-I水平降低，進(jìn)而導(dǎo)致羅非魚生長(zhǎng)受阻。血漿IGF-I水平的異常降低引發(fā)對(duì)垂體GH合成分泌的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制，造成垂體GH基因表達(dá)及合成分泌增加。此外，IGF-I：IGFBP-3比值能夠反映血漿中具有生物活性的游離IGF-I水平，久效磷農(nóng)藥暴露至21天、42天時(shí)，該比值隨暴露濃度升高而逐漸降低，表明血漿中游離I

8、GF-I水平降低，這也是導(dǎo)致羅非魚的生長(zhǎng)受抑制的原因之一。
　　 綜上所述，本文研究證明久效磷農(nóng)藥對(duì)羅非魚的生長(zhǎng)具有顯著抑制效應(yīng)，并推測(cè)其作用機(jī)制如下：羅非魚肝臟GHR2為久效磷農(nóng)藥的直接作用靶點(diǎn)，久效磷農(nóng)藥通過(guò)抑制羅非魚肝臟GHR2基因的表達(dá)，導(dǎo)致肝細(xì)胞表面GHR2水平降低，其介導(dǎo)GH促進(jìn)肝細(xì)胞合成IGF-I的作用受阻，導(dǎo)致血漿中IGF-I水平降低，最終造成魚類生長(zhǎng)的減緩；此外，久效磷農(nóng)藥暴露還導(dǎo)致血漿中IGFBP-3水平升高