楊青川，紀(jì)建達(dá)，王蕾,3，于濤,*

1. 自然資源部第三海洋研究所海洋放射性技術(shù)與環(huán)境安全評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，廈門 361001 2. 廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院，廈門 361101 3. 廈門華廈學(xué)院環(huán)境與公共健康學(xué)院，廈門 361024

隨著水域生態(tài)環(huán)境面臨的放射性污染壓力增大，人們對(duì)生物多樣性保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，非人類物種的電離輻射影響愈加受到重視。國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)于2003年發(fā)表的第91號(hào)出版物《評(píng)價(jià)非人類物種電離輻射影響的框架》和2007年的ICRP建議書，都強(qiáng)調(diào)了非人類物種輻射防護(hù)在環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的重要性[1-2]。我國(guó)在2003年頒布的《放射性污染防治法》和《核安全與放射性污染防治“十二五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了放射性污染防治在生態(tài)保護(hù)中的特殊性和重要性[3-4]。目前，我國(guó)已建成和在建核電站全部位于濱海地區(qū)，隨著濱海核電液態(tài)流出物的持續(xù)排放，使我國(guó)近海海洋生物面臨的放射性污染風(fēng)險(xiǎn)有所增加[5]。2011年3月發(fā)生的福島核事故對(duì)于海洋生態(tài)環(huán)境及非人類物種的長(zhǎng)期輻射影響，使得人工放射性核素對(duì)于海洋生物的輻射影響愈加受到國(guó)內(nèi)外的密切關(guān)注。

20世紀(jì)50年代人類開始關(guān)注電離輻射的生物效應(yīng)[6]，通常，電離輻射可對(duì)生物體生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、遺傳等方面造成影響，其機(jī)制主要是電離輻射通過直接或間接方式對(duì)生物體發(fā)生作用，使細(xì)胞受損或死亡，損傷遺傳物質(zhì)，影響生物體的生長(zhǎng)與繁殖[7]。20世紀(jì)70年代人們開始重點(diǎn)關(guān)注對(duì)水生生物的輻射生物效應(yīng)[8]，對(duì)于水生生物而言，魚類的輻射敏感性最高，主要表現(xiàn)在半致死劑量比其他水生生物要低得多，而對(duì)于同一種生物的不同發(fā)育階段來說，生物的早期發(fā)育階段對(duì)輻射的敏感性更高[9]，經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)認(rèn)為魚類的早期發(fā)育階段可以作為研究獨(dú)立效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚10]。相比之下，我國(guó)在水生生物輻射效應(yīng)研究方面起步晚、發(fā)展緩慢，至今只在水生模式生物如斑馬魚以及水生無脊椎動(dòng)物如貝類等方面有研究[11-12]，涉及斑馬魚胚胎生長(zhǎng)發(fā)育、DNA損傷以及貝類輻射生物效應(yīng)等方面；對(duì)于海洋棲息物種開展的電離輻射效應(yīng)研究就更少[13]。

大黃魚(Pseudosciaenacrocea)屬于硬骨魚綱(Osteichthyes)鱸形目(Perciformes)石首魚科(Sciaenidae)黃魚屬(Larimichthys)，是我國(guó)在黃海中部以南至瓊州海峽以東的沿海約60 m等深線以內(nèi)特有的地方性海水魚類；作為我國(guó)傳統(tǒng)的四大海洋經(jīng)濟(jì)魚類之一，也是我國(guó)近海養(yǎng)殖的主要經(jīng)濟(jì)魚類，年產(chǎn)量8.6×104t，具有重要的經(jīng)濟(jì)地位[14-15]。此前，有學(xué)者對(duì)大黃魚在金屬毒理以及外界環(huán)境脅迫方面進(jìn)行研究[16-17]，結(jié)果顯示大黃魚對(duì)于水體中重金屬、溫度、操作脅迫等環(huán)境因素具有一定的敏感性。在生物電離輻射影響方面，已有海洋經(jīng)濟(jì)魚類如大西洋鮭輻射生物效應(yīng)的報(bào)道[18]，而我國(guó)還未見海洋經(jīng)濟(jì)魚類的輻射生物效應(yīng)方面的研究。因此，本研究通過一定劑量的γ射線外照射，觀察大黃魚幼魚在死亡率、攝食率、抗輻射氧化損傷、消化等方面的輻射響應(yīng)，探討γ射線對(duì)大黃魚幼魚的輻射影響，為我國(guó)海洋魚類輻射生物效應(yīng)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)用的大黃魚購(gòu)自福建省寧德市富發(fā)水產(chǎn)有限公司，為人工培育的三月齡幼魚，體重(15±5) g，體長(zhǎng)(12±3) cm?？偣?缸大黃魚以30尾每缸(200 L海水)的密度暫養(yǎng)于實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖池內(nèi)30 d。養(yǎng)殖用海水為自然海水(取自廈門白城海域，過氯消毒)，鹽度27‰±1‰，pH 7.8，溫度(23±1) ℃。養(yǎng)殖光周期12 h:12 h，按0.04 g每尾喂食大黃魚復(fù)合飼料，每天早晚各一次。實(shí)驗(yàn)室采用循環(huán)養(yǎng)殖池養(yǎng)殖大黃魚，養(yǎng)殖池具有過濾顆粒廢物、含氮廢物，恒溫循環(huán)，充氧，24 h水溫監(jiān)測(cè)等功能。實(shí)驗(yàn)過程中，詳細(xì)記錄大黃魚每日狀況，包括病害、活力、攝食等情況。

1.2 主要儀器和試劑

儀器：UV-1800BPC分光光度計(jì)(上海，美普達(dá)儀器有限公司)；H1850R高速臺(tái)式冷凍離心機(jī)(長(zhǎng)沙，湘儀離心機(jī)儀器有限公司)；DW-HL388超低溫冷凍儲(chǔ)存箱(合肥，中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司)；弗魯克F-10高速勻漿機(jī)(上海，弗魯克公司)；HWS12電熱恒溫水浴鍋(上海，一恒科學(xué)儀器有限公司)；SF 2000三按鍵電子數(shù)顯卡尺(桂林，廣陸數(shù)字測(cè)控有限公司)；EX 224電子分析天平(上海，奧豪斯國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司)。

試劑：超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、總抗氧化能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)、淀粉酶(AMS)、胰蛋白酶(Trypsin)、考馬斯亮藍(lán)檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

60Co射線輻射源：泉州萬核園發(fā)展有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)分組

將經(jīng)過一個(gè)月實(shí)驗(yàn)室馴養(yǎng)的大黃魚幼魚隨機(jī)分為5組，每組25尾，分別標(biāo)記為0、4、8、16、32 Gy劑量實(shí)驗(yàn)組。大黃魚輻照采取60Co射線一次性全身的外照射，輻射劑量率為0.8 Gy·min-1。輻照期間采用水族專用魚類打包袋，裝入5 L新鮮海水、5尾每袋的密度置于輻射源場(chǎng)。外照射完成后，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室并按組別置于玻璃養(yǎng)殖池中繼續(xù)養(yǎng)殖、觀察，養(yǎng)殖條件與馴養(yǎng)時(shí)期保持一致。在實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖期間，每日上午10時(shí)及下午4時(shí)定時(shí)投喂大黃魚餌料，按養(yǎng)殖期間每日攝食情況每池投喂1.2 g，至0.5 h后撈取餌料殘?jiān)洈?shù)稱重。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)處理及樣品采集

輻照后第0、1、4、7天，從各組大黃魚中分別隨機(jī)取3尾，進(jìn)行體表病理等觀察；觀察后，將其立即投入液氮預(yù)先冷凍并于超低溫冰箱保存直至樣品分析。

凍存的大黃魚取出后低溫解凍，拭干表面水份，測(cè)量體長(zhǎng)及體重并記錄；解剖取其肝臟、腸道等進(jìn)行準(zhǔn)確稱量、記錄；采集的樣品隨后進(jìn)行氧化指標(biāo)等測(cè)定。

1.3.3 樣品分析

(1)死亡率及生長(zhǎng)情況測(cè)定

每天記錄大黃魚死亡尾數(shù)，計(jì)算其死亡率。樣品解剖前通過電子游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確測(cè)量大黃魚全長(zhǎng)，電子分析天平稱量，記錄2組數(shù)據(jù)并計(jì)算其生長(zhǎng)率。

(2)器官指數(shù)(IO)的測(cè)定

解剖獲取的肝臟和腸道組織經(jīng)勻漿液漂洗、濾紙擦干后稱重、記錄。按照以下公式計(jì)算大黃魚肝臟指數(shù)及腸道指數(shù)[19]。

式中：IO為大黃魚器官指數(shù)，Wo為大黃魚幼魚器官質(zhì)量(g)，W為大黃魚幼魚體重(g)。

(3)按照以下公式計(jì)算大黃魚攝食率(RF)。

式中：RF為大黃魚攝食率，C1為喂食前餌料質(zhì)量(g)，C2為喂食后撈出餌料烘干后的質(zhì)量(g)，n為魚缸中大黃魚尾數(shù)(尾)，W0為魚缸中大黃魚平均體重(g)。

(4)氧化應(yīng)激指標(biāo)及消化指標(biāo)測(cè)定

取大黃魚肝臟組織和腸道組織各0.1 g左右，精確稱重記錄；加入配制好的勻漿介質(zhì)，將組織塊低溫勻漿成10%組織勻漿，2 000 r·min-1離心10 min，取上清液用于總蛋白、SOD、GSH、MDA、T-AOC、AMS、胰蛋白酶活力等測(cè)定。上述指標(biāo)的檢測(cè)方法以試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)過程獲取的數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)分析由SPSS 25.0軟件完成。文中數(shù)值均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組間數(shù)據(jù)比較采用雙尾t檢驗(yàn)，并使用雙因素方差分析對(duì)劑量、時(shí)間、劑量與時(shí)間的交互作用對(duì)大黃魚幼魚體重、體長(zhǎng)及酶活的影響進(jìn)行了比較；P>0.05為差異不顯著，P<0.05、P<0.01為差異顯著。

2 結(jié)果(Results)

2.1 60Co射線照射后大黃魚幼魚生理指標(biāo)的變化

實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖期間，通過對(duì)60Co射線照射后大黃魚幼魚死亡率、體重、體長(zhǎng)及器官指數(shù)等生理指標(biāo)觀察，發(fā)現(xiàn)大黃魚幼魚對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組均有不同程度死亡(圖1)，主要表現(xiàn)為死亡率隨著劑量的增大而升高，對(duì)照組明顯低于輻照組。輻射當(dāng)天，0 Gy對(duì)照組以及8 Gy、32 Gy輻照組各死亡一尾魚。輻照后0～7 d，對(duì)照組以及各輻照組死亡率隨時(shí)間都呈上升的趨勢(shì)，輻照組死亡率上升明顯高于對(duì)照組。至第7天實(shí)驗(yàn)結(jié)束，對(duì)照組大黃魚幼魚死亡率為14.6%，4 Gy、8 Gy輻照組死亡率均為26.7%，16 Gy輻照組死亡率為30.0%，32 Gy輻照組死亡率最高為40.0%。

圖1 60Co照射后大黃魚幼魚死亡率變化Fig. 1 Mortality of juvenile Pseudosciaena crocea after irradiation with different dosages of 60Co

注：P<0.05表示差異顯著；P>0.05表示差異不顯著。

Note:P<0.05 indicates that the difference is significant;P>0.05 indicates that the difference is not significant.

60Co射線照射后0～7 d，以輻照劑量和時(shí)間對(duì)各組大黃魚幼魚體重和體長(zhǎng)進(jìn)行雙因素方差分析(表1)，結(jié)果顯示時(shí)間對(duì)大黃魚體重、體長(zhǎng)的影響顯著(P<0.05)，劑量對(duì)大黃魚體重體長(zhǎng)的影響不顯著，兩因素交叉作用均不顯著。在肝臟指數(shù)及腸道指數(shù)方面，60Co射線照射后大黃魚幼魚肝臟系數(shù)及腸道系數(shù)在不同劑量組間無顯著差異。

2.2 60Co射線照射對(duì)大黃魚幼魚抗氧化指標(biāo)的影響2.2.1 60Co射線照射后大黃魚幼魚肝臟組織中SOD活性的變化

60Co射線外照射后的大黃魚幼魚肝臟SOD活性變化情況如圖2a所示。與對(duì)照組相比，照射當(dāng)天，4 Gy、8 Gy輻照組大黃魚幼魚肝臟SOD活性顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，其他輻照組無顯著差異；到第7天，4 Gy輻照組的肝臟SOD活性與對(duì)照組相比已無顯著差異，8 Gy、16 Gy、32 Gy輻照組均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。在大黃魚幼魚照射后的養(yǎng)殖期間，對(duì)照組無明顯變化，4 Gy輻照組的肝臟SOD活性在輻射初期升高，后逐漸降低至近似正常水平，8 Gy輻照組呈先升高后緩慢降低，到第7天顯著降低(P<0.05)；16 Gy、32 Gy輻照組在輻射初期即顯著降低(P<0.05)，后緩慢升高但始終低于正常水平。

2.2.260Co射線照射后大黃魚幼魚肝臟組織中GSH含量的變化

60Co射線外照射后的大黃魚幼魚肝臟中的GSH含量的變化情況如圖2b所示。對(duì)照組的大黃魚幼魚肝臟中的GSH含量在7 d內(nèi)無明顯變化；輻照組在照射后0～4 d與對(duì)照組相比除照射后1 d，4 Gy輻照組顯著高于對(duì)照組(P<0.05)外，其余輻照組均無顯著差異；第7天，16 Gy、32 Gy輻照組均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。對(duì)照組大黃魚幼魚7 d內(nèi)無明顯變化，4 Gy、8 Gy、16 Gy輻照組的肝臟中GSH水平在輻射初期升高，后逐漸降低，到第7天，4 Gy近似正常水平，8 Gy、16 Gy輻照組則降低至低于正常水平，32 Gy輻照組始終低于正常水平。

2.2.360Co射線照射后大黃魚幼魚肝臟組織中T-AOC水平的變化

60Co射線外照射后的大黃魚幼魚肝臟中T-AOC水平的變化情況如圖2c所示。與對(duì)照組相比，照射后1 d的4 Gy輻照組大黃魚幼魚肝臟的T-AOC水平顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，其余各輻照組在照射后7 d內(nèi)與對(duì)照組無明顯差異。對(duì)照組大黃魚幼魚7 d內(nèi)無明顯變化，4 Gy輻照組的T-AOC水平先顯著上升(P<0.05)后降低至近似正常水平，8 Gy、16 Gy輻照組在輻照初期略升高后緩慢降低至略低于正常水平，32 Gy輻照組在輻照初期無顯著差異至第7天顯著降低。

2.2.460Co射線照射后大黃魚幼魚肝臟組織中MDA含量的變化

60Co射線外照射后的大黃魚幼魚肝臟中的MDA含量的變化情況如圖2d所示。大黃魚幼魚照射后7 d內(nèi)，與對(duì)照組相比，照射后0～4 d，除照射后1 d，32 Gy輻照組顯著低于對(duì)照組(P<0.05)外，4 d內(nèi)其余輻照組大黃魚幼魚肝臟中MDA含量與對(duì)照組相比無明顯差異(P>0.05),照射后7 d的8 Gy、16 Gy、32 Gy輻照組均顯著高于對(duì)照組?？傮w而言，在大黃魚照射后的養(yǎng)殖期間，對(duì)照組大黃魚幼魚MDA含量無明顯變化，各輻照組均呈先降低后升高的趨勢(shì)。

2.3 60Co射線照射對(duì)大黃魚幼魚攝食和消化的影響2.3.1 60Co射線照射后大黃魚幼魚攝食率的變化

60Co射線外照射后大黃魚幼魚攝食率4 d內(nèi)的變化如圖3所示。第1天16 Gy輻照組攝食率最高，32 Gy輻照組攝食率最低，其他3組差異不大；第2天開始8 Gy和32 Gy輻照組攝食率顯著低于其他組；到第4天對(duì)照組攝食率最高，其次是16 Gy、4 Gy、8 Gy、32 Gy輻照組。32 Gy輻照組基本不攝食。輻照后1～4 d，對(duì)照組攝食率呈上升趨勢(shì)，輻照組基本呈下降趨勢(shì)。

圖3 60Co照射后大黃魚幼魚攝食率的變化Fig. 3 Feeding rate of juvenile Pseudosciaena crocea after irradiation with different dosages of 60Co

2.3.260Co射線照射后大黃魚幼魚腸道淀粉酶活性的變化

60Co射線外照射后的大黃魚幼魚腸道組織中淀粉酶活性的變化情況如圖4a所示。與對(duì)照組相比，照射當(dāng)天，各組之間差異不顯著；照射后第1天和第4天，8 Gy、16 Gy和32 Gy輻照組大黃魚幼魚腸道淀粉酶活性略微低于對(duì)照組，但差異不顯著；第7 天，各輻照組的淀粉酶活性均不同程度低于對(duì)照組。大黃魚幼魚照射后7 d內(nèi)，4 Gy輻照組腸道淀粉酶活性基本保持穩(wěn)定，但略微有所降低；8 Gy輻照組則表現(xiàn)為先緩慢降低，到第7天顯著降低(P<0.05)；16 Gy、32 Gy輻照組在輻射初期即顯著降低(P<0.05)，后一直保持較低活性水平。

2.3.360Co射線照射后大黃魚幼魚腸道胰蛋白酶活性的變化

60Co射線外照射后的大黃魚幼魚腸道組織中的胰蛋白酶活性的變化情況如圖4b所示。與對(duì)照組相比，照射后7 d，各輻照組大黃魚幼魚腸道胰蛋白酶活性無顯著差異；照射后第1天，4 Gy輻照組的腸道胰蛋白酶活性顯著高于其他輻照組(P<0.05)。實(shí)驗(yàn)期間，全部輻照組大黃魚幼魚腸道胰蛋白酶活性隨時(shí)間變化顯著升高。

2.4 劑量和時(shí)間對(duì)大黃魚幼魚抗氧化指標(biāo)以及消化酶的顯著性影響

60Co射線照射后，對(duì)大黃魚幼魚肝臟SOD活性、GSH含量、T-AOC水平、MDA含量以及腸道組織中淀粉酶和胰蛋白酶活性在不同輻照劑量和時(shí)間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的雙因素方差分析(見表2)。結(jié)果顯示，劑量、時(shí)間因素對(duì)大黃魚幼魚肝臟SOD活性影響表現(xiàn)為顯著(P<0.01、P<0.05)，兩因素交叉作用不顯著(P>0.05)；時(shí)間因素對(duì)大黃魚幼魚肝臟GSH含量、T-AOC水平、MDA含量影響顯著(P<0.05)，劑量、兩因素交叉作用均不顯著(P>0.05)；時(shí)間因素對(duì)大黃魚幼魚腸道組織淀粉酶和胰蛋白酶活性的影響顯著(P<0.05)，劑量因素影響、兩因素交叉作用均不顯著(P>0.05)。

圖4 60Co照射后大黃魚幼魚腸道組織淀粉酶(AMS)及胰蛋白酶(trypsin)含量變化注：大寫字母表示與空白對(duì)照組的差異比較；小寫字母表示同一組別不同時(shí)間的差異比較；P<0.05。Fig. 4 Amylase (AMS) and trypsin activities in juvenile Pseudosciaena crocea intestinal tissues after irradiation with different dosages of 60CoNote: The upper-case letters were compared with the blank control group; the lower-case letters were compared with the same group at different times; P<0.05.

表2 劑量、時(shí)間對(duì)大黃魚幼魚抗氧化指標(biāo)及消化酶活性的顯著性影響Table 2 Effects of time and dose on antioxidant indicators and digestive enzyme activities of juvenile Pseudosciaena crocea

注：P<0.01、P<0.05表示差異顯著；P>0.05表示差異不顯著。

Note:P<0.01,P<0.05 indicate that the difference is significant;P>0.05 indicates that the difference is not significant.

3 討論(Discussion)

3.1 60Co射線對(duì)大黃魚生長(zhǎng)和存活的影響

電離輻射可以影響魚類的存活與生長(zhǎng)發(fā)育。本研究結(jié)果顯示大黃魚幼魚的死亡率隨劑量的升高而上升。有研究表明日本青鳉胚胎暴露在低劑量的電離輻射下，孵化后成魚存活時(shí)間沒有顯著變化，隨著劑量率上升，劑量為15 Gy時(shí)，孵化的日本青鳉與對(duì)照組相比死亡率明顯上升[20-21]。本研究與上述研究結(jié)果相似，隨著劑量的升高，電離輻射對(duì)魚機(jī)體造成的損傷增加，魚的存活時(shí)間減少，死亡率上升。另一方面，電離輻射在7 d的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)對(duì)大黃魚的體重體長(zhǎng)以及器官指數(shù)的影響不顯著，可能是由于7 d對(duì)于發(fā)育周期較長(zhǎng)的大黃魚來說過短，對(duì)體重、體長(zhǎng)以及器官發(fā)育的影響無法顯現(xiàn)出來，長(zhǎng)時(shí)間周期下電離輻射對(duì)大黃魚體重體長(zhǎng)及器官指數(shù)可能會(huì)產(chǎn)生影響。

3.2 60Co射線對(duì)大黃魚幼魚的氧化損傷

電離輻射可以影響大黃魚幼魚肝臟的SOD活性，SOD是一種含金屬離子的氧化還原酶，是清除體內(nèi)有毒氧自由基的關(guān)鍵酶，其活力可在一定程度上反映出機(jī)體內(nèi)氧自由基的代謝情況及抗氧化能力，在機(jī)體防御氧化損害過程以及保持機(jī)體內(nèi)自由基代謝平衡中起著重要作用[16]。本研究結(jié)果顯示低劑量(4 Gy)及中劑量(8 Gy、16 Gy)輻照組大黃魚幼魚肝臟的SOD活度都呈先上升后下降的趨勢(shì)，低劑量輻照組長(zhǎng)時(shí)間趨于正常，中劑量及高劑量(32 Gy)輻照組長(zhǎng)時(shí)間都表現(xiàn)為損傷作用。司婧等[22]研究表明在1 Gy、3 Gy的低劑量的12C6+離子束照射下斑馬魚胚胎中SOD活性略微升高，而在7 Gy的高劑量照射下SOD活性顯著降低(P<0.05)。周蓉等[23-24]的研究表明，在4 Gy的X射線照射下斑馬魚胚胎中SOD活性相比對(duì)照組顯著下降(P<0.05)；斑馬魚暴露在5 Gy、10 Gy、15 Gy劑量的12C6+離子束下，其眼睛中的SOD活性隨時(shí)間呈先上升后下降的趨勢(shì)。本研究與上述研究結(jié)果相似，說明低劑量的電離輻射會(huì)在短時(shí)間內(nèi)刺激生物機(jī)體，激活機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)，誘導(dǎo)機(jī)體合成大量的抗氧化劑，使機(jī)體的抗氧化酶活力升高；而大黃魚幼魚在高劑量照射后表現(xiàn)為損傷作用，說明高劑量輻照對(duì)生物機(jī)體產(chǎn)生過量的氧自由基，對(duì)機(jī)體造成了氧化損傷。

MDA是生物膜中的多種不飽和脂肪酸在氧自由基的攻擊下形成的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，廣泛應(yīng)用于環(huán)境有毒物質(zhì)的檢測(cè)[25-26]。電離輻射也會(huì)改變大黃魚幼魚肝臟中MDA的含量，本研究結(jié)果顯示電離輻射后所有輻照組大黃魚幼魚肝臟中MDA含量都呈先降低后升高的趨勢(shì)，且這種趨勢(shì)隨劑量的升高而明顯。司婧等[22]的研究表明暴露在3 Gy、7 Gy的12C6+離子束下斑馬魚胚胎中MDA含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。Gomes等[27]的研究發(fā)現(xiàn)一種大型溞(Daphniamagna)在10.7 mGy·h-1、42.9 mGy·h-1、106 mGy·h-1劑量率的60Co γ射線的照射下，其體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化水平均隨著劑量的增大而升高。周蓉等[24]的研究表明斑馬魚暴露在5 Gy、10 Gy、15 Gy的12C6+離子束下，其眼睛中的MDA含量顯著升高，5 Gy、10 Gy劑量的照射下，斑馬魚眼睛中MDA含量到第7天時(shí)顯著下降，而15 Gy沒有顯著下降。機(jī)體細(xì)胞受到自由基攻擊時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)會(huì)被大量降解產(chǎn)生MDA，其含量變化可反映機(jī)體脂質(zhì)過氧化水平，從而進(jìn)一步反映細(xì)胞受自由基攻擊的程度。當(dāng)機(jī)體處于低劑量的電離輻射脅迫時(shí)，體內(nèi)的抗氧化機(jī)制被激活，產(chǎn)生了大量相關(guān)的酶類保護(hù)組織免受自由基攻擊，MDA含量會(huì)維持在一個(gè)相對(duì)較低的水平。隨著輻射劑量的增大，機(jī)體抗氧化機(jī)制遭到破壞，抗氧化酶活性降低，過量自由基損傷細(xì)胞，大量脂質(zhì)過氧化，從而MDA含量增加[28]。本研究結(jié)果與之類似，輻射后大黃魚體內(nèi)氧自由基增加，輻射組大黃魚體內(nèi)出現(xiàn)了一定的脂質(zhì)過氧化物，MDA含量輻照組相較于對(duì)照組有所升高；輻射后第1天，輻射誘導(dǎo)大黃魚體內(nèi)抗氧化酶清除氧自由基，阻止脂質(zhì)過氧化，MDA含量減少；隨著時(shí)間增長(zhǎng)，受損傷的抗氧化系統(tǒng)無法清除過量的氧自由基，MDA含量有所增加；所有輻照組大黃魚幼魚肝臟內(nèi)的MDA含量到第7天均表現(xiàn)隨劑量的升高而升高，可能是由于高劑量的電離輻射對(duì)抗氧化機(jī)制的損傷更嚴(yán)重，進(jìn)而產(chǎn)生更多的氧自由基使得脂質(zhì)過氧化程度增加。本實(shí)驗(yàn)中，從MDA含量來看，機(jī)體的脂質(zhì)過氧化水平隨劑量的增加而上升。一般情況下MDA含量會(huì)隨著SOD活性的升高而降低[29]。

GSH是體內(nèi)一種重要的非酶性抗氧化物，具有清除自由基、解毒、促進(jìn)鐵質(zhì)吸收及維持紅細(xì)胞膜的完整性、維持脫氧核糖核酸的生物合成、維持細(xì)胞正常生長(zhǎng)發(fā)育及細(xì)胞免疫等多種重要生理功能，GSH的多少是衡量機(jī)體抗氧化能力大小的重要因素[30]。本實(shí)驗(yàn)中，不同劑量輻照組GSH含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，除4 Gy輻照組外其余輻照組長(zhǎng)時(shí)間都表現(xiàn)為損傷作用。司婧等[22]的研究發(fā)現(xiàn)在7 Gy的12C6+照射下斑馬魚胚胎中GSH含量顯著低于對(duì)照組。Heier等[18]的研究發(fā)現(xiàn)大西洋鮭在重金屬Cu(10 μg·L-1)和γ電離輻射雙重脅迫下，與只暴露在Cu(10 μg·L-1)的重金屬下相比，雙重壓迫組肝臟的GSH要顯著低于重金屬組。而Olsvik等[31]的研究發(fā)現(xiàn)暴露在75 mGy劑量的γ電離輻射下的大西洋鮭肝臟中GSH-Px要顯著高于對(duì)照組。本研究與上述研究結(jié)果類似，4 Gy、8 Gy及16 Gy輻照組短時(shí)間內(nèi)GSH都有所上升，可能是由于一定電離輻射對(duì)GSH抗氧化系統(tǒng)有短暫的刺激效應(yīng)，以消除體內(nèi)輻射產(chǎn)生的氧自由基，但是高劑量的電離輻射會(huì)對(duì)機(jī)體抗氧化系統(tǒng)造成損傷，因此，8 Gy、16 Gy輻照組大黃魚幼魚肝臟內(nèi)GSH含量在第7天低于對(duì)照組，32 Gy組始終低于對(duì)照組，可能是由于高劑量輻照后機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生過量的氧自由基，對(duì)機(jī)體造成了實(shí)質(zhì)性的不可逆損傷。

在本實(shí)驗(yàn)中，輻照后大黃魚肝臟的T-AOC表現(xiàn)為4 Gy輻照組初期顯著刺激的作用，后緩慢降低至近似正常水平；其余輻照組在初期刺激機(jī)體略微高于對(duì)照組，長(zhǎng)時(shí)間表現(xiàn)至略微低于正常水平。T-AOC水平反映機(jī)體各抗氧化物之間相互聯(lián)系、相互協(xié)同作用的能力，其含量與機(jī)體的抗氧化能力和脂質(zhì)過氧化間呈一定的相關(guān)性[32]。水生生物中對(duì)于T-AOC的研究較少，大多數(shù)研究都是關(guān)于哺乳動(dòng)物，如小鼠等。鄧海平等[28]的研究表明低劑量X射線照射刺激T-AOC水平的升高，高劑量會(huì)破壞小鼠的抗氧化系統(tǒng)，小鼠的T-AOC水平降低。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果與之相似，說明輻射在產(chǎn)生活性氧的同時(shí)，體內(nèi)也會(huì)合成抗氧化酶進(jìn)行修復(fù)，4 Gy輻射組表現(xiàn)為短時(shí)間的刺激作用，8 Gy、16 Gy、32 Gy劑量的輻射可能產(chǎn)生過量的氧自由基，損傷抗氧化系統(tǒng)，這與上述的SOD、MDA、GSH的結(jié)果類似，低劑量的電離輻射可短暫刺激機(jī)體，高劑量電離輻射可造成過氧化損傷。

3.3 60Co射線對(duì)大黃魚幼魚消化的影響

電離輻射對(duì)發(fā)育期的動(dòng)物的影響是多方面的，高劑量的電離輻射會(huì)造成哺乳動(dòng)物造血系統(tǒng)障礙和胃腸道黏膜紊亂、腸道組織損傷、腸道上皮粘膜脫落，影響其攝食與消化[28]。電離輻射對(duì)魚類也可能造成此類型傷害，本實(shí)驗(yàn)同樣觀察到，在高劑量輻照組大黃魚腸道壁變白、變薄至透明狀，腸道內(nèi)粘膜脫落、不消化、積水較多等胃腸道系統(tǒng)損傷等現(xiàn)象。Augustine等[33]的研究表明，斑馬魚(Daniorerio)暴露在84 nmol·L-1和420 nmol·L-1的貧鈾(depleted uranium, DU)中會(huì)增加腸道上皮細(xì)胞的空泡化，損傷腸道組織，影響消化功能，高劑量比低劑量損傷更嚴(yán)重。本實(shí)驗(yàn)中，4 Gy劑量的照射對(duì)大黃魚幼魚腸道淀粉酶及腸道胰蛋白酶活性表現(xiàn)出一定的刺激作用，而其他劑量則表現(xiàn)出抑制作用。此外，本實(shí)驗(yàn)中大黃魚白點(diǎn)病在不同輻照組的出現(xiàn)比例也可能是攝食率變化的原因之一。白點(diǎn)病是大黃魚養(yǎng)殖種常見的一種寄生蟲病害，實(shí)驗(yàn)養(yǎng)殖過程中雖已做好水體消毒、投喂藥物等綜合病害防治手段，但各組大黃魚幼魚有輕微的白點(diǎn)病癥狀。60Co照射后0～7 d，16 Gy和32 Gy輻照組大黃魚白點(diǎn)病癥狀明顯減輕或體表無明顯特征，對(duì)照組和4 Gy、8 Gy輻照組仍有輕微的白點(diǎn)病癥狀且感染比例較高。據(jù)報(bào)道，白點(diǎn)病是大黃魚養(yǎng)殖種常見的一種病害，會(huì)使大黃魚的攝食量減少[34]。在γ射線照射后，16 Gy、32 Gy組的白點(diǎn)病癥狀明顯減輕，32 Gy輻照組中大黃魚胰腺組織以及腸道組織可能因劑量過高造成嚴(yán)重?fù)p傷，攝食率急劇下降，這與實(shí)驗(yàn)中死亡率及其他氧化損傷結(jié)果類似。另外，因胰蛋白酶結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系較為復(fù)雜，具有許多除營(yíng)養(yǎng)消化功能外暫未研究清楚的生理功能，例如作為信號(hào)分子等[35]，因此本研究中對(duì)大黃魚受輻照后的胰蛋白酶活性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無顯著規(guī)律，可能是多種因素共同作用下導(dǎo)致的。

綜上所述：電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)研究日益受到人們的關(guān)注。本文研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同劑量的60Co γ射線外照射可引起大黃魚幼魚抗氧化系統(tǒng)及消化系統(tǒng)的顯著變化，表現(xiàn)為低劑量外照射下一定程度的促進(jìn)作用，中高劑量的抑制作用；并出現(xiàn)對(duì)大黃魚幼魚攝食率、死亡率的影響。因海洋生物電離輻射效應(yīng)機(jī)制及環(huán)境影響因素復(fù)雜，要準(zhǔn)確獲得電離輻射水平與海洋生物的輻射劑量效應(yīng)關(guān)系，需要后續(xù)更多的生物輻射響應(yīng)機(jī)制的研究。

致謝：感謝自然資源部第三海洋研究所蔡福龍教授在實(shí)驗(yàn)過程中給予的幫助。