單環(huán)刺螠（Urechis unicinctus）對硫化物的氧化解毒及代謝適應(yīng).pdf

1、硫化物對好氧生物來說是一種高度有毒的物質(zhì)，然而在海底熱泉口、冷滲泉、近海岸泥性底質(zhì)等硫化物環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了很多種生物。單環(huán)刺 隸屬于 蟲動物門(Echiuroidea)、 綱(Echiurida)、無管 目(Xenopneusta)、刺 科(Urechidae)、刺 屬(Urechis)，是一種海洋底棲生物。主要棲息于近海岸潮間帶或潮下帶泥性底質(zhì)中，在穴居生活中會遭遇硫化物暴露。本文采用實驗生態(tài)學、硫化物氧化產(chǎn)物分析、代謝酶活性測定以及細胞

2、學等手段研究了單環(huán)刺 對硫化物的耐受能力和氧化脫毒及代謝適應(yīng)，目的一方面在于揭示其在硫化物環(huán)境中的生理及代謝機制，另一方面為生物改良污染底質(zhì)提供新的思路。 本文首先研究了不同濃度硫化物對單環(huán)刺蜢存活的影響。結(jié)果顯示：在整個實驗期間，未添加硫化物的對照組無一個體死亡，而其它各實驗組蟲體均有不同程度的死亡。50 μM硫化物組和150 μM硫化物組48h后出現(xiàn)蟲體死亡，LT<,50>分別為112 h和86 h。300μM硫化物組和6

3、00 μM硫化物組24 h后出現(xiàn)蟲體死亡，LT<,50>分別為68 h和60 h。結(jié)果表明：單環(huán)刺 能夠適度耐受硫化物，對低濃度硫化物(≤50 μM)具有很強的耐受能力，對高濃度硫化物(150～600μM)的耐受能力減弱。 利用反相高效液相色譜技術(shù)對蟲體體壁和呼吸腸中硫化物氧化產(chǎn)物含量進行了測定，結(jié)果顯示：在暴露階段，硫化物組蟲體組織中均具有高濃度的亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽，而在對照組蟲體組織中檢測不到亞硫酸鹽，硫代硫酸鹽的濃度很

4、低且基本保持穩(wěn)定。暴露2 h時，硫化物組蟲體體壁和呼吸腸中亞硫酸鹽和硫代硫酸鹽濃度顯著性增加。到暴露24 h時，50 μM硫化物組蟲體呼吸腸中亞硫酸鹽含量達到最大值959.85±29.42 μmol kg<'-1>wm，隨后明顯減少。體壁中亞硫酸鹽含量的變化與呼吸腸相類似。150μM硫化物組蟲體組織中亞硫酸鹽含量變化與50 μM硫化物組相似，在暴露12 h時達到最大值，隨后顯著減少?；謴?fù)階段，硫化物組蟲體組織中硫化物氧化產(chǎn)物含量顯著下降

5、，到解除暴露后24 h和48 h，體壁和呼吸腸中已檢測不到亞硫酸鹽，硫代硫酸鹽的含量也已下降至接近對照組。對體壁和呼吸腸中呼吸代謝酶活性測定結(jié)果顯示：暴露2 h時，50μM硫化物組蟲體體壁和呼吸腸中CCO活性顯著升高，隨著暴露時間的延長持續(xù)下降，到暴露48 h時已明顯低于對照組。150μM硫化物組蟲體體壁和呼吸腸中CCO活性的變化與50μM硫化物組相似，但隨著暴露時間的延長CCO活性下降更明顯，到暴露48 h時均已下降至接近于0。50μ

6、M硫化物組蟲體體壁和呼吸腸中FRD活性變化不明顯，而隨著暴露時間的延長，150 μM硫化物組蟲體體壁和呼吸腸中FRD活性持續(xù)上升。暴露24 h時已顯著高于對照組，到暴露48 h已接近于對照組的2倍。解除硫化物暴露后24 h和48 h，硫化物組蟲體體壁和呼吸腸中CCO和FRD活性基本恢復(fù)至接近對照組水平，無顯著差異。以上結(jié)果表明：短期處于硫化物暴露中，單環(huán)刺蜢能夠氧化滲入其體壁和呼吸腸中的硫化物，中間產(chǎn)物為亞硫酸鹽，最終產(chǎn)物為無毒的硫代硫

7、酸鹽，同時避免了硫化物對組織中細胞色素氧化酶的毒性，能夠維持有氧代謝。而隨著暴露時間的延長，單環(huán)刺(蟲益)(打不出來)處于缺氧狀態(tài)，對硫化物的氧化作用減弱或完全停止，有氧代謝有所減弱。當高濃度硫化物長期暴露時，單環(huán)刺蜢體內(nèi)發(fā)生代謝方式的轉(zhuǎn)變，由有氧代謝轉(zhuǎn)換為延胡索酸還原酶催化的無氧代謝。另外，解除硫化物暴露后，24 h內(nèi)單環(huán)刺(蟲益)(打不出來)能夠排出體內(nèi)殘存的硫化物氧化產(chǎn)物，并完全恢復(fù)有氧代謝，具有較強的自我恢復(fù)能力。同時對單環(huán)刺(

8、蟲益)(打不出來)體腔液中硫化物氧化產(chǎn)物的含量進行了測定，結(jié)果顯示：在硫化物暴露階段，硫化物蟲體體腔液中均具有高濃度的硫代硫酸鹽，未檢測到亞硫酸鹽等其他硫化物氧化產(chǎn)物?；謴?fù)階段24 h時，硫化物蟲體體腔液中未檢測到硫代硫酸鹽。上述結(jié)果表明單環(huán)刺(蟲益)(打不出來)體腔液中也存在硫化物的氧化和主要產(chǎn)物硫代硫酸鹽的排出機制。另外對體腔液細胞的光鏡及電鏡觀察發(fā)現(xiàn)在硫化物暴露時單環(huán)刺(蟲益)(打不出來)體腔液細胞中的一些結(jié)構(gòu)如正鐵血紅素、髓樣小