邵躍
(錦州市科學(xué)技術(shù)研究院,遼寧 錦州121000)
自從人類從事海洋活動以來,海水腐蝕和海洋生物的污損就成為限制人們開發(fā)與利用海洋資源的兩個主要問題。近年來,隨著航運、海防、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及海濱電廠等發(fā)展,海洋生物污損所帶來的危害越發(fā)嚴重,也越來越受到人們的重視[1]。防止海洋生物污損的研究有著廣闊的發(fā)展前景,開發(fā)環(huán)保、廣譜高效和長壽命的防污技術(shù)是未來的主要研究方向。
Hns是大連大學(xué)從植物中提取到的一種毒性物質(zhì),但其毒性作用及作用機理尚不清楚,現(xiàn)以紫貽貝(Mytilus edulis)和牡蠣(Ostreagigas)為研究對象,研究Hns對海洋污損生物酶活性的影響,進而確定Hns是否可作為新型低毒高效的防污試劑。
將紫貽貝洗凈,選擇殼長為(6.0±0.5)cm,殼寬為(3.0±0.5)cm和殼高為(2.0±0.5)cm的紫貽貝,放于6個養(yǎng)殖箱,每個養(yǎng)殖箱放入30只,加入20 L海水,并分別加入Hns母液,使每個養(yǎng)殖箱中Hns的質(zhì)量濃度分別為0,10,18,32,56和100 mg/L。曝氣,在暴露2,4,6和8 d時,于Hns質(zhì)量濃度為0和10 mg/L的養(yǎng)殖箱中取樣,每次取3只,第10 d時,于6個養(yǎng)殖箱中分別取3只,并測定紫貽貝組織內(nèi)氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和膽堿酯酶(CHE)的活性和丙二醛(MDA)的含量。試驗期不投喂。
將經(jīng)藥物脅迫后的紫貽貝或牡蠣組織塊在0.86%預(yù)冷生理鹽水中漂洗,再在濾紙上吸干水分,取0.2~1.0 g組織塊剪碎并加入其9倍質(zhì)量的預(yù)冷生理鹽水,使用玻璃勻漿管充分研磨10次(6~8 min),制得10%組織勻漿,后將組織勻漿3 000 r/min離心10~15 min,取上清液進行酶活性測定[2]。
測定按購自南京建成生物工程研究所的酶試劑盒的說明進行,用721分光光度計在相應(yīng)的波長下測定其吸光值。
不同暴露時間對紫貽貝SOD、CAT、CHE活性和MDA含量的影響見圖1(a)(b)(c)(d)。
(1)對SOD活性的影響。當紫貽貝在Hns質(zhì)量濃度為1 mg/L的藥物脅迫下,其組織SOD活性測定結(jié)果顯示,隨著藥物脅迫時間的延長,SOD活性表現(xiàn)出先升高后下降再上升的變化規(guī)律,第6 d時到達最大值;空白對照組中,紫貽貝組織內(nèi)的SOD活性則成相反趨勢??傮w上,受藥物脅迫的紫貽貝試驗組SOD活性均高于無藥物脅迫組[3]。
(2)對CAT活性的影響。紫貽貝在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)CAT活性隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出波浪起伏的變化規(guī)律,且與空白對照組相比,紫貽貝組織內(nèi)的CAT活性成相反趨勢??傮w上,藥物脅迫組的CAT活性最終隨時間的延長而升高[3]。
(3)對CHE活性的影響。紫貽貝在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)CHE活性隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出先上升后下降的變化規(guī)律;空白對照組中,紫貽貝組織內(nèi)的CHE活性則成相反趨勢。
(4)對MDA含量的影響。紫貽貝在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)MDA含量隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出先上升后下降的變化規(guī)律,且與空白對照組相比,紫貽貝組織內(nèi)的MDA含量對Hns藥物反應(yīng)敏感。整體上,受藥物脅迫的紫貽貝MDA含量最終隨時間的延長而下降。
圖1不同暴露時間下Hns對紫貽貝組織內(nèi)SOD、CAT、CHE活性和MDA含量的影響
(1)對SOD活性的影響。牡蠣在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)SOD活性隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出先下降后上升再下降的變化規(guī)律,與空白對照組相比,牡蠣組織內(nèi)的SOD活性趨勢相同,且受藥物脅迫組SOD活性均比無藥物脅迫組高,見圖2(a)。
(2)對CAT活性的影響。牡蠣在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)CAT活性隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出緩慢下降的變化規(guī)律,與空白對照組相比,牡蠣組織內(nèi)的CAT活性成相反趨勢,且受藥物脅迫組CAT活性均比無藥物脅迫組高,見圖2(b)。
(3)對CHE活性的影響。牡蠣在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)CHE活性隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出先上升后下降的變化規(guī)律,與空白對照組相比,牡蠣組織內(nèi)的CHE活性在試驗第6 d時與空白組CHE活性變化有明顯的差異,且受藥物脅迫組的CHE活性隨受藥物脅迫時間的延長,最終呈現(xiàn)下降趨勢,見圖2(c)。
(4)對MDA含量的影響。牡蠣在一定濃度的Hns藥物脅迫下,其組織內(nèi)MDA含量隨著藥物脅迫時間的延長,表現(xiàn)出波浪狀的變化規(guī)律,與空白對照組相比,牡蠣組織內(nèi)的MDA含量在試驗第4 d和第6 d時與空白組MDA含量成相反趨勢,且受藥物脅迫的生物MDA含量隨受藥物脅迫時間的延長,最終呈現(xiàn)下降趨勢,見圖2(d)。
試驗結(jié)果顯示,Hns濃度對紫貽貝SOD、CAT、CHE活性和MDA含量有一定的影響。其中SOD活性隨著Hns質(zhì)量濃度的升高,表現(xiàn)出波浪狀變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度為5~20 mg/L和50~80 mg/L兩個范圍內(nèi)變化劇烈,當Hns質(zhì)量濃度高于56 mg/L,SOD活性隨濃度的升高呈下降趨勢。CAT活性隨著Hns濃度的升高,表現(xiàn)出先升高后下降再升高的變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度為5~30 mg/L范圍內(nèi)變化劇烈,最終隨著Hns質(zhì)量濃度的升高,CAT活性呈升高的趨勢。CHE活性隨著Hns質(zhì)量濃度的升高,表現(xiàn)出先升高后下降的變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度為10~30 mg/L范圍內(nèi)反應(yīng)敏感,最終隨著Hns質(zhì)量濃度的升高呈下降趨勢;MDA含量隨著Hns質(zhì)量濃度的升高呈現(xiàn)出波浪狀的變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度為10~50 mg/L范圍內(nèi)變化劇烈,最終隨著Hns質(zhì)量濃度的升高呈升高趨勢,見圖3(a)(b)(c)(d)。
圖2不同暴露時間下Hns對牡蠣組織內(nèi)SOD、CAT、CHE活性和MDA含量的影響
試驗結(jié)果顯示,Hns濃度對牡蠣SOD、CAT、CHE活性和MDA含量有一定的影響。其中SOD活性隨著Hns質(zhì)量濃度的升高呈上升趨勢,整體上SOD活性對Hns反應(yīng)敏感。CAT活性隨著Hns濃度的升高而呈現(xiàn)波浪狀變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度分別為3~8 mg/L和15~25 mg/L的范圍內(nèi)反應(yīng)敏感。CHE活性隨著Hns質(zhì)量濃度的升高,整體表現(xiàn)出先上升后下降的變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度為3~8 mg/L范圍內(nèi)出現(xiàn)起伏,最終CHE活性隨著Hns質(zhì)量濃度的升高呈現(xiàn)出下降的趨勢。MDA含量隨著Hns濃度的升高呈現(xiàn)出波浪起伏的變化規(guī)律,在Hns質(zhì)量濃度為3~20 mg/L范圍內(nèi)變化劇烈,最終MDA含量隨著Hns濃度的升高呈升高趨勢,見圖4(a)(b)(c)(d)。
圖3ρ(Hns)對紫貽貝SOD、CAT、CHE活性和MDA含量的影響
圖4ρ(Hns)對牡蠣SOD、CAT、CHE活性和MDA含量的影響
在一定濃度的Hns脅迫下,紫貽貝組織中SOD、MDA和CHE活性趨勢相似,CAT反應(yīng)敏感,變化劇烈;而牡蠣組織中的各種酶反應(yīng)趨勢不相似,均對Hns反應(yīng)敏感??芍狧ns濃度相同時,在相同時間下,牡蠣機體內(nèi)酶系統(tǒng)受Hns的影響較大,牡蠣更易被Hns毒殺。
低濃度的Hns對兩種生物組織內(nèi)的酶均有誘導(dǎo)作用,而兩種生物受中濃度Hns脅迫時,機體內(nèi)的酶均反應(yīng)劇烈,波動變化大。當受到高濃度的Hns脅迫時,紫貽貝組織中SOD和CHE活性受到抑制,MDA含量和CAT活性受到誘導(dǎo);牡蠣組織中SOD活性和MDA含量受到誘導(dǎo),CHE和CAT活性受到抑制。
綜上,可知Hns雖然對污損生物具有一定的抑制作用,但達不到環(huán)保防污涂料的低毒高效的要求。因此,對于Hns的研究還需要持續(xù)深入,對其優(yōu)化、提效并降毒性,進而使之符合環(huán)保防污涂料的要求。