"灭非灵"对尼罗罗非鱼特异性毒性效应的研究

尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)隶属于鲈形目(Perciformes),丽鱼科(Cichlaidae),原产于非洲中部和南部,由于具有适应性强,对盐度、温度、溶氧的耐受范围广,繁殖量大和生长速度快等特点,因此被引种到多个国家和地区.由于养殖逃逸和管理不善等因素,尼罗罗非鱼已经入侵到全世界多个自然水域,严重威胁着土著鱼类的生存和水生态系统的结构与功能.我国是罗非鱼养殖产量最大的国家,同样也是罗非鱼入侵最广泛的国家,在我国南方的大部分自然水域中,尼罗罗非鱼已成为分布广泛和危害严重的外来水生入侵种的一个典型代表,亟需采取防控措施.为了有效控制自然水域中尼罗罗非鱼的数量,本实验室筛选出一种对尼罗罗非鱼具有特异性杀灭作用的有机磷类药物"灭非灵",用于野外逃逸尼罗罗非鱼的应急防治.本研究采用急性毒性试验对该药的特异性进行了验证,并在此基础上通过组织切片观察和生理生化指标检测,探索该药外在和内在的致毒机理,以期为"灭非灵"的推广使用提供一些基础数据和理论支撑.主要的研究结果如下:1"灭非灵"对外来鱼类尼罗罗非鱼的毒杀效果通过急性毒性试验方式,验证"灭非灵"对尼罗罗非鱼和多种常见鱼类的毒杀效果,并测定了"灭非灵"对尼罗罗非鱼幼鱼(体重2.5±0.44 g)的24、48、72、96 h半致死浓度和其在环境中的安全浓度.结果表明:"灭非灵"对尼罗罗非鱼的毒杀效果非常显著(P<0.01),暴露在0.10、0.17、0.20 mg/L药液中的尼罗罗非鱼在96 h内全部死亡,而草鱼,鲮,鲫,斑马鱼、唐鱼和泥鳅均能正常生长;"灭非灵"对尼罗罗非鱼幼鱼的24、48、72、96 h半致死浓度分别为0.167、0.077、0.057和0.043 mg/L,安全浓度为0.0043 mg/L.结果证明,"灭非灵"对尼罗罗非鱼的应急防治有积极的效果,可应用于小水域内入侵尼罗罗非鱼的特异性灭除.2"灭非灵"对尼罗罗非鱼鳃、肝和肾组织结构的影响通过"灭非灵"对尼罗罗非鱼(体重:34.65±5.69 g)的急性毒性试验及对鳃、肝、肾的组织学研究,从组织学角度探讨了"灭非灵"对尼罗罗非鱼的致死机理.结果显示:"灭非灵"对尼罗罗非鱼的24、48、72、96 h LC50分别为0.148、0.103、0.048和0.032mg/L.其组织病理学损伤表现为鳃小片萎缩、卷曲、坏死、脱落和融合,鳃间隙分泌大量的粘液细胞;肝细胞肿大,空泡化,细胞界限模糊,细胞核固缩;肾细胞肿大,充血."灭非灵"对3种组织的损伤程度为鳃>肝脏>肾脏,三种组织的损伤很有可能是造成尼罗罗非鱼死亡的主要原因,为揭示"灭非灵"对尼罗罗非鱼的特异性机理提供了基本理论依据.3"灭非灵"对尼罗罗非鱼乙酰胆碱酯酶和抗氧化酶活性的影响为了探究特异性防控药物"灭非灵"对外来物种尼罗罗非鱼的毒杀机理,试验测定了暴露在亚致死浓度的尼罗罗非鱼4种组织中乙酰胆碱酯酶(ACh E)和抗氧化酶活性的变化.结果显示:1)药物暴露之后,ACh E酶活性在脑、鳃、肝脏和肌肉组织中均受到显著性抑制(P﹤0.01).2)随着暴露时间的延长,超氧化物歧化酶(SOD)活性在脑和鳃中无显著性变化(P﹥0.05),而在肝脏和肌肉中显著升高;谷胱甘肽还原酶(GSH)含量在脑中显著下降,在肝脏中显著升高,在鳃和肌肉中先升高后降低;乳酸脱氢酶(LDH)活性在4种组织中均显著升高,且在肝脏中的增幅最大;谷胱甘肽S转移酶(GST)活性在肝脏中显著升高,由此推测鱼体内发生了氧化应激反应.研究结果表明:"灭非灵"可能是通过抑制尼罗罗非鱼体内ACh E酶活性,并促使鱼体内氧化应激反应的发生,从而达到其特异性防控的效果.本实验为从酶分子生物学角度研究"灭非灵"的特异性毒性机理提供了基础资料,也为后续的实验提供了基础数据.4"灭非灵"对尼罗罗非鱼和鲮体内ACh E酶活性影响差异.为进一步的研究"灭非灵"对尼罗罗非鱼的特异性毒性机理,以尼罗罗非鱼和本土常见鲮为研究对象,研究暴露在不同药物浓度和不同时间下两种鱼的生存状况以及体内ACh E酶活性的变化.结果表明:在急性毒性试验及清水恢复的整个过程中,暴露在0.05和0.1 mg/L药液中的尼罗罗非鱼和鲮的死亡率分别为100%和0;尼罗罗非鱼和鲮脑及肝脏中的ACh E酶活性呈现出随暴露浓度和时间的增加而显著降低的趋势,但尼罗罗非鱼体内ACh E酶活性的下降幅度显著高于鲮(P<0.05),且呈现不可逆的趋势,在10日清水恢复后鲮脑中的ACh E酶活性复原度高达96.25%和79.33%.由此得出:低剂量的"灭非灵"对尼罗罗非鱼具有高毒性,而对鲮的毒害作用较小;其特异性的毒杀机制可能源于两种鱼体内ACh E酶活性对"灭非灵"敏感性的显著性差异.本研究进一步的解释了"灭非灵"对尼罗罗非鱼的特异性毒性机理,为"灭非灵"的推广使用提供了理论基础和数据支撑.