李 爽，高 凌

(北華大學(xué)林學(xué)院，吉林 吉林 132013)

細(xì)鱗鮭(Brachymystaxlenok)為鮭形目鮭科細(xì)鱗魚屬冷水魚，分布于俄羅斯中東部、蒙古北部、哈薩克斯坦東北部，以及我國(guó)東北部的烏蘇里江、松花江、牡丹江和鴨綠江等.細(xì)鱗鮭具有非常高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值，是水域食物鏈的重要組成部分，近年來，由于過度捕撈和污染而瀕臨滅絕[8].

由于工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快，20世紀(jì)末21世紀(jì)初，我國(guó)重金屬污染加劇[9].其中，鎘(Cd)污染成為松花江的重要金屬污染物，但鎘對(duì)細(xì)鱗鮭的毒性作用數(shù)據(jù)十分匱乏.本次研究將研究鎘對(duì)細(xì)鱗鮭的急性毒性、鎘在細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的累積以及潛在的氧化作用.作為細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物，丙二醛(Malondialdehyde，MDA)變化可以表征鎘引起的細(xì)胞內(nèi)氧化還原內(nèi)穩(wěn)態(tài)的波動(dòng)，SOD活性變化表征抗氧化防御系統(tǒng)的反應(yīng).研究結(jié)果有助于理解細(xì)鱗鮭對(duì)重金屬暴露的反應(yīng)，為我國(guó)珍惜冷水魚的資源保護(hù)提供基礎(chǔ)資料.

1 材料和方法

1.1 細(xì)鱗鮭

細(xì)鱗鮭幼魚取自吉林水產(chǎn)科學(xué)研究院，體長(zhǎng)(2.32±0.33)cm，體質(zhì)量(72.70±3.55)g.試驗(yàn)魚用0.1%NaCl清洗后在實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)2周.幼魚光∶暗比為12∶12.采用虹鱒飼料(北京思諾)每日按魚體質(zhì)量的2%進(jìn)行投喂，每天投喂兩次.溫度為(16±1)℃.

1.2 急性毒性和金屬暴露

氯化鎘(cadmium chloride，CdCl2)購(gòu)于Sigma公司，純度>99%，溶于超純的MilliQ水，以10 mg/L儲(chǔ)存.試驗(yàn)中使用的氯化鎘體積質(zhì)量為0、0.40、0.63、1.00、1.60、2.56 mg/L.試驗(yàn)在2 L玻璃控溫水族箱中進(jìn)行，每箱10尾幼魚.暴露持續(xù)96 h，觀測(cè)24、48、72和96 h死亡率并將死魚移除.每個(gè)試驗(yàn)3個(gè)重復(fù).

1.3 金屬分析

每個(gè)濃度隨機(jī)取3尾魚肝臟，80 ℃下干燥至恒溫，使用65%HNO3在110 ℃下消解.所有樣品使用電感耦合等離子質(zhì)譜(珀金埃爾默公司NexION 300)測(cè)定金屬含量.金屬累積通過魚體肝臟干重計(jì)算(μg/g).

1.4 抗氧化系統(tǒng)分析

暴露結(jié)束后，每個(gè)濃度隨機(jī)取3尾魚肝臟，稱重后于-80 ℃冷凍備用.測(cè)量時(shí)，每個(gè)樣品加入樣品體積4倍的0.75%NaCl溶液充分勻漿，4 ℃、2 500 r/min下離心15 min，取上清液.采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)含量，用生物試劑盒(南京建成)測(cè)定SOD，硫代巴比妥酸(TBA)法測(cè)定MDA含量.

1.5 數(shù)據(jù)處理

96 hLC50及其95%的置信區(qū)間使用Origin軟件計(jì)算(8.0 SR4，OriginLab Corporation，USA)，采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)法進(jìn)行數(shù)據(jù)正態(tài)分布檢驗(yàn)，使用Friedmann ANOVA分析各處理間差異，滿足正態(tài)分布和同質(zhì)性假設(shè)的96 hLC50值進(jìn)行單因素方差分析(Dunnett 檢驗(yàn))，MDA和SOD值用非參數(shù)的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異顯著.

2 結(jié)果與討論

2.1 鎘對(duì)細(xì)鱗鮭的急性毒性

鎘對(duì)細(xì)鱗鮭的24、48、72和96 hLC50及其95%置信區(qū)間見表1.在暴露濃度成倍增長(zhǎng)的情況下，達(dá)到50%死亡率所需的暴露濃度并沒有呈現(xiàn)相應(yīng)變化，僅從1.15 mg/L降為0.69 mg/L.由此可見：在金屬的致死性暴露中，暴露濃度對(duì)死亡率的影響強(qiáng)于暴露時(shí)間，這與張倩茹等[10]利用鎘對(duì)沙蠶毒性作用的研究結(jié)果類似，即暴露時(shí)間和暴露濃度影響暴露結(jié)果，但暴露濃度的作用更明顯.

表1 鎘對(duì)細(xì)鱗鮭24、48、72和96 hLC50及其95%置信區(qū)間

2.2 細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)鎘含量

細(xì)鱗鮭暴露于1/5或1/10 LC5048 h和96 h后肝臟鎘濃度見圖1，暴露中沒有死亡.由圖1可知：暴露顯著改變了細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的鎘含量，這與黃應(yīng)平等[11]對(duì)鎘的研究結(jié)果相似.與肌肉相比，在鎘對(duì)鰱魚幼魚的暴露中，肝臟中鎘累積受暴露的影響最顯著.在趙艷民等[12]對(duì)銅暴露下日本青鳉體內(nèi)的累積特征研究中也證實(shí)了肝臟是銅累積變化最明顯的魚體組織.由此可見，肝臟是細(xì)鱗鮭重金屬暴露研究中的重要器官之一.

2.3 細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的MDA含量

細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的MDA含量見圖2，結(jié)合肝臟細(xì)胞內(nèi)的鎘累積可知：無論是48 h還是96 h，1/10 LC50暴露下顯著變化的鎘含量并沒有導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)MDA的顯著變化；而1/5 LC50暴露后，細(xì)胞內(nèi)MDA含量明顯增加.這可能與生物體可承受的毒性作用閾值有關(guān)，在該閾值下，有毒物質(zhì)的累積并不能形成有害的毒性作用，而在該閾值以上，有毒物質(zhì)的暴露才顯現(xiàn)明顯的毒性作用.萬玉山等[13]研究了四溴雙酚A和鎘復(fù)合污染對(duì)不同生物體的安全閾值后指出，蚯蚓和斑馬魚四溴雙酚A的安全閾值分別為0.95、0.44 mg/L，鎘安全閾值分別為71.17、0.42 mg/L.

2.4 細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的SOD活性

細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的SOD含量見圖3.由圖3可知：對(duì)于SOD，無論暴露48 h還是96 h，1/10 LC50的鎘暴露濃度明顯增加了其活性，且在1/10 LC50的暴露濃度下，SOD的活性隨暴露時(shí)間的增加而增加.1/5 LC50暴露濃度的48 h暴露SOD活性和對(duì)照沒有明顯區(qū)別，但明顯低于1/10 LC50的48 h暴露；1/5 LC50暴露濃度的96 h暴露SOD活性明顯低于對(duì)照和1/10 LC50暴露濃度.總體上，細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)的SOD水平呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，即暴露中SOD活性先激活升高然后受到抑制.這與GUAN等[14]對(duì)五氯酚暴露下鮈鯽(Gobiocyprisrarus)體內(nèi)SOD的變化研究結(jié)果一致，即同為低濃度激活而高濃度抑制.這可能是由于SOD作為生物體抗氧化防御系統(tǒng)的“第一道防線”，在鎘濃度較低時(shí)可以起到一定的防御作用，但在濃度較高時(shí)，造成蛋白質(zhì)失活，作為酶性蛋白，SOD活性受到影響.結(jié)合暴露中細(xì)鱗鮭肝臟內(nèi)MDA水平的變化，當(dāng)SOD活性被激活時(shí)，即在1/10 LC50的鎘暴露中，MDA水平?jīng)]有明顯升高，細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)的保護(hù)作用使得細(xì)胞沒有呈現(xiàn)明顯的脂質(zhì)化，而當(dāng)暴露水平升高到1/5 LC50時(shí)，SOD活性受到抑制，細(xì)胞的抗氧化防御系統(tǒng)部分失效，MDA水平顯著升高，細(xì)胞呈現(xiàn)一定的脂質(zhì)化.

3 結(jié) 論

細(xì)鱗鮭是松花江流域著名的冷水性魚類，更是松花江流域的代表性稀有魚類.鎘是松花江流域主要的重金屬污染物，鎘對(duì)細(xì)鱗鮭的毒性作用鮮有報(bào)道.本次研究顯示：鎘暴露可以造成細(xì)鱗鮭的氧化損傷，較高濃度下MDA變化明顯.細(xì)鱗鮭的抗氧化防御系統(tǒng)在鎘暴露中具有一定的保護(hù)作用，SOD可作為細(xì)鱗鮭鎘暴露的生物標(biāo)志物之一.本研究提供了鎘對(duì)細(xì)鱗鮭抗氧化防御系統(tǒng)損傷的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，但細(xì)鱗鮭抗氧化防御系統(tǒng)在鎘作用下的調(diào)節(jié)、反饋機(jī)制，鎘污染對(duì)細(xì)鱗鮭種群動(dòng)態(tài)的影響以及鎘污染生態(tài)系統(tǒng)中細(xì)鱗鮭的分布區(qū)域變化仍有待進(jìn)一步研究.