《监测北部湾海洋多氯联苯153污染及其毒性的高新生物技术》

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北部湾地区正在大规模进行大型炼油、造纸、核电和炼钢等厂的兴建和投产,多氯联苯(polychlorinatedbiphenyls, PCBs)已经或将进一步污染北部湾近海生态环境和生物。PCBs是一组化学性质极其稳定的氯代烃类化合物,是一系列含氯量不同的同系物。PCBs有209种同系物,半衰期长,是持久性环境污染物。PCBs的脂溶性大、毒性强、降解难、生物累积高,容易通过食物链富集而放大作用,其危害比其他常规污染物更严重。PCBs能抑制免疫反应,对神经、激素、发育、生殖等系统致毒变异和致癌等。用化学方法能对污染物定性和定量分析,但是难以评估污染物潜在的毒性。水生生物体某些生理生化指标变化直接、敏感地反映水中污染的程度,其中某些指标如分子生物标志物还具有特异性,可以较快和准确地指示水体污染对生物体的影响。生物标志物有助于确定生物体所处的污染状态及其潜在危害,能“早期预警”,对环境质量评估具有非常重要的意义。过去很少研究污染物对海水鱼生长发育的毒性效应与毒理,更少研究海洋环境生态保护与修复技术。最近建立了海水青鳉(Oryzias melastigma)作为海水鱼模式生物,这种鱼在热带、亚热带海域普遍存在,体型小、性格温和、易于繁殖饲养和观察,很宜做海洋模式生物研究海洋污染及其毒性,其有关信息可参考已经研究清楚的淡水青鳉(Oryzias latipes)。该项目在相关前期研究的基础上,以北部湾海水青鳉稚鱼和PCBs的典型代表—PCB153为研究对象,研究快速、准确监测和科学评价北部湾海洋PCBs污染及其毒性的高新生物技术。用不同剂量PCB153分别对各组海水青鳉稚鱼进行暴露,然后用现代生理、生化和分子生物学方法分别测定各组稚鱼脂肪酸、核酸、蛋白质、酶活性、信号分子、基因表达等生物学指标的变化,分析比较这些生物学指标变化与PCB153污染浓度、毒性程度之间的关系,筛选出对PCB153污染浓度及其毒性程度均敏感可行的生物标志物,用之监测、评价北部湾海洋环境的PCBs污染及其毒性。为北部湾海洋生态环境的保护与修复提供高新生物技术,为北部湾经济区社会经济与海洋生态可持续发展提供高科技支撑:在该实验条件下,发现PCB153对海水模式生物—海水青鳉仔鱼生长和发育的毒性影响阈值是200μg/L。结果显示,在PCB153浓度低于200μg/L时,随PCB153实验浓度升高,仔鱼的死亡显著增加,存活率、增重率和特定生长率显著降低;当PCB153浓度超过200μg/L,仔鱼的存活率、增重率和特定生长率基本稳定在200μg/L时的水平。发现海水青鳉对PCB153的敏感生物标记物是:丙二醛(MDA)、金属硫蛋白(MT)、总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、RNA/DNA和Sonic hedhehehog(SHH)基因等,可用之监测、评估北部湾海洋环境的PCBs污染及其毒性。受理发明专利1项。

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