弓獭蛤%28 Lutraria arcuata %29的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应.pdf

广西科学院学报,2 0 2 3年,3 9卷,第2期 J o u r n a l o f G u a n g x i A c a d e m y o f S c i e n c e s,2 0 2 3,V o l.3 9 N o.2收稿日期:2 0 2 2 1 2 0 5 修回日期:2 0 2 3 0 2 2 0*广西创新驱动发展专项资金项目(广西科技重大专项,桂科AA 1 9 2 5 4 0 0 8 2)资助。【第一作者简介】何智能(1 9 9 6-),男,在读硕士研究生,主要从事底栖贝类研究。【*通信作者】吴 斌(1 9 6 5-),男,研究员,主要从事海洋生物与生态研究,E m a i l:g x w u b i n 0 0 11 2 6.c o m。【引用本文】何智能,巫冷蝉,王宏玲,等.弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应J.广西科学院学报,2 0 2 3,3 9(2):1 6 9 1 7 8.HE Z N,WU L C,WAN G H L,e t a l.E n r i c h m e n t C h a r a c t e r i s t i c s o f H e a v y M e t a l s i n L u t r a r i a a r c u a t a a n d I t s P h y s i o l o g i c a l R e s p o n s e t o C a d m i u m S t r e s s J.J o u r n a l o f G u a n g x i A c a d e m y o f S c i e n c e s,2 0 2 3,3 9(2):1 6 9 1 7 8.海洋科学弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应*何智能1,2,巫冷蝉2,王宏玲1,2,潘红平1,黄春梅3,吴 斌2*(1.广西大学动物科学技术学院,广西南宁 5 3 0 0 0 4;2.广西海洋科学院(广西红树林研究中心),广西红树林保护与利用重点实验室,广西北海 5 3 6 0 0 0;3.南宁市蛭澳生物科技有限公司,广西南宁 5 3 0 0 0 4)摘要:底播经济贝类对重金属的高富集能力与食品安全问题密切相关,本研究对北部湾重要经济贝类弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属污染指数、富集系数以及弓獭蛤对镉的生理响应进行探讨,为弓獭蛤的安全食用和底播经济贝类的安全养殖提供理论基础。研究测定北海市3处海域1 2个站位的海水和弓獭蛤中7种常见重金属H g、A s、Z n、C d、P b、C u、C r的含量,计算富集系数;对弓獭蛤进行不同浓度的C d胁迫,检测弓獭蛤体内对C d富集的组织时间剂量效应,同时检测其体内超氧化物歧化酶(S O D)、谷胱甘肽过氧化物酶(G P x)、过氧化氢酶(C AT)和丙二醛(MD A)等生理生化指标随胁迫时间的变化情况。结果显示,弓獭蛤对C d的富集系数在7种重金属中最高,个别站位的弓獭蛤C d污染指数达到轻度污染水平。弓獭蛤不同组织中的C d含量均和胁迫浓度、时间呈正相关关系,内脏团对C d的富集能力最强。S O D、G P x、C AT酶活力及MD A的含量整体上呈现前期上升后期下降的趋势,但4种指标受应激影响的变化并不强烈,各浓度实验组和对照组之间的差异不显著。弓獭蛤对环境中的重金属C d吸收能力极强,若海水中的C d浓度增加,则易造成食品安全问题,应引起警醒。关键词:弓獭蛤;富集系数;C d胁迫;酶活力;生理响应中图分类号:S 9 1 7.4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 2 7 3 7 8(2 0 2 3)0 2 0 1 6 9 1 0D O I:1 0.1 3 6 5 7/j.c n k i.g x k x y x b.2 0 2 3 0 5 1 7.0 0 7 獭蛤属(L u t r a r i a)的弓獭蛤(L.a r c u a t a)、大獭蛤(L.m a x i m a)和施氏獭蛤(L.s i e b o l d i i)形态相似,民间统称象鼻螺,属瓣鳃纲(L a m e l l i b r a n c h i a)异齿亚纲(H e t e r o d o n t a)帘蛤目(V e n e r o i d a)蛤蜊总科(M a c-t r a c e a)蛤蜊科(M a c t r i d a e),广泛分布于我国南方及东南海域,尤其在北部湾海域分布丰富1 3。象鼻螺是重要的经济养殖品种,其生长速度快,养殖周期短,市场需求量大,市场售价高达1 0 0-1 5 0 元/k g,据相961何智能,巫冷蝉,王宏玲,等.弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应关统计,2 0 2 0年广西北海市象鼻螺产量达7.6万吨4。国内对大獭蛤和施氏獭蛤的生理生态、胚胎发育以及人工育苗、遗传多样性等方面的研究较多5 7,而对北部湾目前主要养殖的弓獭蛤研究较少。弓獭蛤斧足发达,运动能力强,有在沙质中钻穴的习性,多生长于潮下带至水下3 0 m处的沙质海底,距离人类活动海岸较近,易暴露在海洋污染物中。双壳贝类营滤食性,在进食时会将水体中的重金属污染物吸附至体内并富集。由于贝类自身用于代谢的混合氧化酶系统存在缺陷,导致其对污染物的代谢排放能力比其他水产类动物弱,体内的重金属富集浓度持续处于高水平状态8 1 0。但是,即便体内重金属含量高,双壳贝类成贝并不表现出明显的组织畸变现象,因此极易造成重金属超标的食品安全风险1 0。镉(C d)在自然环境中含量低但广泛存在1 1。开采含C d的Z n、C u矿会引起C d及其化合物的迁移与泛滥,导致水源污染,严重损害人和动物的健康,甚至引起重大中毒事件1 2 1 4。世界卫生组织将C d确定为优先研究的食品污染物之一;1 9 8 4年联合国环境规划署提出的 1 2 种具有全球性意义的危险化学物质中,C d排在首位;C d被美国农业委员会认为是当前最主要的农业环境污染物1 5。C d对人体肾脏、免疫系统、生殖系统等各方面具有毒性与致病性1 6 1 8。林功师1 9调查厦门常见贝类的重金属C d含量发现,1 2 0份贝类样品的C d检出率为1 0 0%。B o r c h a r d t等2 0研究发现,双壳贝类对C d具有强大的富集能力,贻贝的C d富集系数可以达到4 7 0 0倍左右,远高于对人体危害较大的其他重金属如A s、C r、P b、H g等,引发一定的食用风险,因此学者们开展了一系列研究。目前双壳贝类在重金属C d胁迫下的研究主要集中在富集动力学2 1、急性毒性2 2,2 3以及免疫反应调控2 4,2 5等方面。研究发现C d胁迫后双壳贝类如泥 蚶(T e g i l l a r c a g r a n o s a)、钝 缀 锦 蛤(T a p e s d o r s a t u s)、四角蛤蜊(M a c t r a v e n e r i f o r m i s)的内脏团中与氧化代谢相关的超氧化物歧化酶(S O D)、三磷酸腺苷酶、谷胱甘肽过氧化物酶(G P x)、过氧化氢酶(C AT)和丙二醛(MD A)均随着胁迫时间增加而增加,达到峰值后呈下降趋势2 6 2 8。但是,关于C d胁迫下獭蛤属贝类的生理影响研究尚未见报道。弓獭蛤是北部湾重要的经济贝类,弓獭蛤对海水中重金属的富集系数、C d胁迫下弓獭蛤的组织富集效应以及生理指标的变化对养殖生产和民生食用安全有着重要的意义。本研究采用实验生态学的方法,评价北海3处近海海域弓獭蛤的污染指数,计算弓獭蛤对7种重金属的富集能力,同时对暴露于C d胁迫下的弓獭蛤进行组织时间剂量效应、生理指标的研究,以期为北部湾经济贝类的生态毒理学研究提供基础资料,并对弓獭蛤的安全食用提出建议。1 材料与方法1.1 弓獭蛤重金属污染评价和富集系数测算1.1.1 样品采集 2 0 2 0年9月于北海沿岸侨港镇、白龙村和营盘镇3处海域选取1 2个站点采集海水水样,侨港镇站点编号为QG 1-QG 4,白 龙村站点编 号为B L 1-B L 4,营盘镇站点 编号为Y P 1-Y P 4(图1)。按 照图1 采样站点F i g.1 S a m p l i n g s i t e071广西科学院学报,2 0 2 3年,3 9卷,第2期 J o u r n a l o f G u a n g x i A c a d e m y o f S c i e n c e s,2 0 2 3,V o l.3 9 N o.2 海洋监测规范:第3部分 样品采集、贮存与运输(G B 1 7 3 7 8.3-2 0 0 7)进行水样采集、贮存,并将其带回实验室进行分析。同时,于侨港镇、白龙村和营盘镇(采样站点编号分别为QG、B L、Y P)的3处养殖基地各采集弓獭蛤成体样本3 5 0个,其中5 0个用来检测重金属含量,3 0 0个用于C d胁迫实验。样品平均壳长为(9 0.1 51 4.7 2)mm,壳宽为(2 6.1 86.3 1)mm,壳高为(4 3.6 3 5.3 1)mm,湿重为(1 0 0.2 83 3.6 4)g。1.1.2 7种重金属含量的测定 (1)海水样品:水样处理方法参照 海洋监测规范:第4部分 海水分析(G B 1 7 3 7 8.4-2 0 0 7)。使用P i n AA c l e 9 0 0 T型原子吸收光谱仪(美国珀金埃尔默仪器公司),采用火焰原子吸收分光光度法(Z n、P b和C u)与无火焰原子吸收分光光度法(C d和C r)测定重金属的含量。使用S K 2 0 0 3 A Z型原子荧光光谱仪(北京金索坤技术开发有限公司),采用原子荧光法测定重金属A s与H g的含量。(2)弓獭蛤体内:贝类样品制备和软组织中的重金属含量的测定参照 海洋监测规范:第6部分 生物体分析(G B 1 7 3 7 8.6-2 0 0 7),其中P b和Z n采用火焰原子吸收分光光度法测定;C u、C d和C r采用无火焰原子吸收分光光度法,用P i n AA c l e 9 0 0 T型原子吸收光谱仪进行上机检测;H g和A s使用原子荧光仪采用原子荧光法测定。每组实验设置空白对照和3个平行样,所有测定都以生物样品湿重计算。1.1.3 弓獭蛤的重金属污染评价方法 弓獭蛤的重金属污染评价参考 G u o等2 9的方法使用单因子指数法,计算公式如下:Pi=Ci/Cs i,式中,Pi为第i种污染物的生物质量指数;Ci 为第i种污染物的实测值(湿重);Cs i 为第i种污染物的标准值(湿重)。P b、C d、H g、A s、C r评价标准参照 食品安全国家标准 食品中污染物限量(G B 2 7 6 2-2 0 1 7),C u评价标准参照 无公害食品 水产品中有毒有害物质限量(NY 5 0 7 3-2 0 0 6)。我国目前对水产品中Z n含量无明确限量规定,Z n评价标准参照澳大利 亚 食 品 标 准 法 规,限 量 值 为1 0 0 0 m g/k g(湿重)3 0。采用林功师1 9、隋茜茜等3 1、刘立婷等3 2推荐的重金属污染标准方法进行评价,即Pi0.2时为正常背景值水平,0.2Pi0.6为轻度污染水平,0.6Pi1 为中度污染水平,Pi1 为重度污染水平。1.1.4 弓獭蛤的重金属富集系数 滤食性贝类通常以重金属富集系数(B C F)来计算贝类从水体中富集重金属的能力。本研究参照李学鹏等3 3使用生物富集双箱动力学模型所推导出的公式计算:B C F=l i mCa/Cw(t),式中,Ca为所测样品的重金属含量(m g/k g),Cw为样品生存环境中的重金属浓度(m g/L),t为样品实验时间。1.2 C d胁迫对弓獭蛤生理的影响1.2.1 胁迫实验及取样 参照 渔业水质标准(G B 1 1 6 0 7-8 9)中养殖水质C d限量的0、5、1 0、3 0、6 0倍设置胁迫实验,共5个C d胁迫浓度:0(对照组)、0.0 2 5、0.0 5 0、0.1 5 0、0.3 0 0 m g/L。准备5组 独 立 的 实 验 海 水 缸,容 积 皆 为(4 8 52 0)L。实验前在容器中放入配置好的、含不同浓度C d的海水浸泡容器2 d,使得容器壁对C d的吸附达到饱和状态,避免实验过程中容器吸附重金属对实验产生的影响。另外,将养殖基地的弓獭蛤样品在过滤海水中暂养2 d,暂养条件为温度(2 42),海水盐度3 0,p H值为7.9 00.0 8,自然光照1 2 h/d。暂养结束后进行胁迫实验。每个胁迫浓度的海水缸中放置弓獭蛤6 0个,实验期间每天定时投喂叉鞭金 藻(D i c r a t e r i a s p.),投 喂 时 维 持 藻 浓 度 为1 0 0 0-3 0 0 0个/L。每个实验海水缸带独立底滤系统,实验期间海水流动循环,避免换水,每天测定水体C d浓度并及时补充以维持胁迫浓度。为避免重金属污染环境,实验过程中产生的重金属污染废水用E D-T A处理后排出。取样时间为实验的第0、1、4、7、1 5 天,每种胁迫浓度一次取9只弓獭蛤,每3只混合为一个样品进行后续实验,3个生物学重复。实验期间观察并记录弓獭蛤的健康状态和死亡情况。1.2.2 弓獭蛤组织的C d含量测定 獭蛤属的可食用部位可分为内脏团(肝胰腺)、虹吸管和斧足肌肉,解剖胁迫实验后的弓獭蛤样品,使用无火焰原子吸收分光光度法测定上述组织中的C d含量,测定方法同1.1.2节第2点所述。实验设置3次技术重复。1.2.3 弓獭蛤4种生理指标的测定 S O D、G P x、C AT 3种酶的活力测定及MD A、总蛋白含量(B C A法)的测定所使用试剂盒均购置于苏171何智能,巫冷蝉,王宏玲,等.弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应州格锐思生物科技有限公司,于S y n e r g y HT X多功能酶标仪(美国伯腾仪器有限公司)上机测定。实验均设置3次技术重复以及阴性对照。1.3 数据处理 实验所用数据经 G r a p h P a d P r i s m 8 处理后进行多重组间水平分析并作图,采用 S P S S 2 4.0 分析显著性水平。2 结果与分析2.1 监测站点样品的重金属含量与污染评价2.1.1 海水的重金属含量 如图2所示,1 2个站点7种重金属的含量都未超过 海水水质标准(G B 3 0 9 7-1 9 9 7)中的一类海水标准的阈值线,营盘镇海域的C u、P b含量接近一类海水标准线。采样区海域海水重金属含量特征值的详细情况如表1所示。根据标准中海水水质分类,第一类海水适用于海洋渔业水域,第二类海水适用于水产养殖区,本研究监测的3处海域的水质(重金属含量)均适合底播贝类养殖。图2 各采样点海水中的重金属浓度F i g.2 C o n c e n t r a t i o n o f h e a v y m e t a l s i n s e a w a t e r o f e a c h s a m p l i n g s i t e表1 采样区海域海水重金属含量特征值 T a b l e 1 C o n t e n t c h a r a c t e r i s t i c s v a l u e s o f h e a v y m e t a l i n s e a w a t e r o f d i f f e r e n t s a m p l i n g s i t e重金属H e a v y m e t a l含量/(g/L)C o n t e n t/(g/L)侨港镇Q i a o g a n g T o w n白龙村B a i l o n g V i l l a g e营盘镇Y i n p a n T o w n平均含量/(g/L)A v e r a g e c o n t e n t/(g/L)变异系数/(%)C o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n/(%)一类海水标准/(g/L)L i m i t v a l u e/(g/L)H g0.0 1 60.0 0 70.0 1 80.0 0 20.0 1 90.0 0 10.0 1 80.0 0 42 2.2 00.0 5A s2.8 7 10.7 6 14.7 9 13.0 4 93.0 3 30.9 9 73.5 6 51.9 4 75 4.6 12 0Z n3.5 1 80.5 7 87.6 1 00.9 9 64.7 5 00.9 9 55.2 9 31.9 5 93 7.0 12 0C d0.1 2 10.0 1 40.1 3 90.0 5 70.1 6 50.0 3 80.1 4 20.0 3 92 7.5 51.0P b0.6 3 00.0 7 00.3 9 00.1 4 40.7 6 70.1 1 80.5 8 00.1 9 13 2.9 31.0C u2.3 6 00.4 8 43.0 6 30.4 0 63.3 8 31.1 1 42.9 3 50.8 0 42 7.3 95C r0.7 1 00.1 9 80.7 8 70.3 3 00.9 3 80.5 7 60.8 1 20.3 7 54 6.2 45271广西科学院学报,2 0 2 3年,3 9卷,第2期 J o u r n a l o f G u a n g x i A c a d e m y o f S c i e n c e s,2 0 2 3,V o l.3 9 N o.22.1.2 弓獭蛤组织的重金属含量和污染评价 侨港镇、白龙村和营盘镇3个养殖站点的弓獭蛤体内7种重金属含量如表2所示。各站点的弓獭蛤体内H g、A s、Z n、C d、P b和C r含量的变异系数分别是3 2.7 3%、1 9.9 6%、8.7 3%、2 6.4 7%、5 1.2 3%和4 9.0 9%,体现出一定的站位差异;各站位样品中C u的含量均低于仪器可检出的阈值(2.0 m g/k g)。整体来看,弓獭蛤样品的C r、P b、Z n和H g的平均Pi均低于0.1,属于正常背景值,排名靠前的是A s和C d。3个站位的弓獭蛤可食用部分的C d平均含量为(0.7 9 80.2 1 1)m g/k g,平均Pi为0.3 9 90.1 0 6,按照 食品安全国家标准 食品中污染物限量(G B 2 7 6 2-2 0 1 7),弓獭蛤可食用部分的C d污染程度属于轻度污染水平。而1 2个站位海水样品中C d的平均含量仅为一类海水标准的1 4.2%(表1),说明弓獭蛤从环境中富集C d的能力很强。1 2个站位海水样品中A s的平均含量为一类海水标准的1 7.8%(表1),但是弓獭蛤可食用部分中A s的平均Pi为0.4 5 90.0 9 0,在7种重金属中排第1,处于轻度污染水平。表2 采样站点弓獭蛤体内的重金属含量统计结果(湿重)T a b l e 2 A v e r a g e h e a v y m e t a l c o n t e n t o f L.a r c u a t a a t d i f f e r e n t s a m p l i n g s i t e(w e t w e i g h t)重金属H e a v y m e t a l含量/(m g/k g)C o n t e n t/(m g/k g)侨港镇Q i a o g a n g T o w n白龙村B a i l o n g V i l l a g e营盘镇Y i n p a n T o w n平均含量/(m g/k g)A v e r a g e c o n t e n t/(m g/k g)变异系数/(%)C o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n/(%)限定标准/(m g/k g)L i m i t v a l u e/(m g/k g)平均PiA v e r a g e PiH g0.0 0 5 00.0 0 0 20.0 0 6 00.0 0 0 30.0 0 3 00.0 0 0 10.0 0 5 00.0 0 1 03 2.7 30.50.0 0 90.0 0 2A s0.2 8 20.0 2 60.2 0 60.0 2 10.2 0 00.0 3 50.2 2 90.0 4 51 9.9 60.50.4 5 90.0 9 0Z n6.1 3 60.4 2 66.2 7 90.3 2 17.1 8 80.3 3 66.5 3 40.5 7 08.7 31 0 0 00.0 0 70.0 0 1C d0.7 3 10.0 7 50.6 2 90.0 2 61.0 3 50.0 9 40.7 9 80.2 1 12 6.4 72.00.3 9 90.1 0 6P b0.0 8 70.0 0 10.1 2 70.0 0 20.0 4 00.0 0 10.0 8 50.0 4 35 1.2 31.50.0 5 60.0 2 9C uN u l lN u l lN u l lN u l lN u l l5 0N u l lC r0.0 7 30.0 0 10.2 2 20.0 0 60.1 6 40.0 0 40.1 5 30.0 7 54 9.0 92.00.0 7 70.0 3 8N o t e:N u l l m e a n s t h e c o n t e n t i s b e l o w t h e t h r e s h o l d t h a t t h e i n s t r u m e n t c a n d e t e c t.2.1.3 弓獭蛤的重金属富集能力 通过计算重金属的富集系数(B C F)发现,弓獭蛤对各重金属富集能力差异较大,各站位前3名分别为C d、Z n和H g,其中C d的富集系数均大于5 0 0 0(图3),因组织样品中未检测到C u的含量,图3中只展示了6种重金属的富集系数。图3 采样站点弓獭蛤的重金属富集系数 F i g.3 B i o c o n c e n t r a t i o n f a c t o r s o f e a c h h e a v y m e t a l o f L.a r c u a t a a t d i f f e r e n t s a m p l i n g s i t e2.2 C d胁迫后弓獭蛤组织中C d含量的变化 1 5 d的C d胁迫实验过程中,0.0 5 0 m g/L C d的海水缸中弓獭蛤于7 d死亡2只,0.1 5 0 m g/L C d的海水缸中弓獭蛤于1 3 d死亡1只,累计死亡率1%,其余实验贝肉眼观察状态良好,钻沙、摄食、排泄均正常。对胁迫后的弓獭蛤组织(虹吸管、斧足肌肉、内脏团,以下相同叙述表示相同含义)中C d含量的测定发现,各组织的C d含量均随着外部水体C d浓度的增大而增大。如图4所示,C d胁迫1 d的各浓度实验组的弓獭蛤组织中C d含量已高于对照组,且部分差异显著(P0.0 5)。随着胁迫时间的增加,弓獭各组织C d含量继续增加,胁迫1 5 d时0.0 2 5 m g/L实验组的各组织C d含量分别是对照组的3.2、6.3、6.4倍;0.0 5 0 m g/L实验组的各组织C d含量分别是对照组的6.5、9.0、6.7倍;0.1 5 0 m g/L实验组的各组织C d含 量 分 别 是 对 照 组 的1 3.3、1 6.5、2 7.0倍;0.3 0 0 m g/L组的各组织C d含量分别是对照组的1 7.6、1 4.8、4 9.5倍。总体来看,虹吸管中富集的C d含量最低,斧足肌肉次之,内脏团最高。371何智能,巫冷蝉,王宏玲,等.弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应 *i n d i c a t e s t h a t t h e r e i s a s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e e x p e r i m e n t a l g r o u p a n d t h e c o n t r o l g r o u p a t t h e s a m e t i m e(P斧足肌肉虹吸管。2.3 C d胁迫对弓獭蛤生理指标的影响 不同浓度C d胁迫下弓獭蛤内脏团S O D酶活力变化如图6(a)所示。0.0 5 0 m g/L实验组的S O D酶活力在1 d时明显上升,0.0 2 5 m g/L实验组的S O D 图5 受不同浓度C d胁迫1 5 d时弓獭蛤各组织对C d的富集系数 F i g.5 B C F o f v a r i o u s t i s s u e s o f L.a r c u a t a a t 1 5 d u n-d e r d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o f C d s t r e s s酶活力在4 d时明显升高,并与对照组差异显著;各实验组在7 d时上升至最高值。各实验组S O D酶活力在C d胁 迫7 d时 分 别 为4 6.2 7、3 8.3 2、3 6.2 5、5 1.5 0 U/m g p r o t。1 5 d时,各实验组S O D酶活力下降至与对照组相当的水平,且与对照组差异不显著(P0.0 5)。G P x的酶活力影响如图6(b)所示。在实验第1 天时,4个实验组的G P x酶活力略有上升。随着时间的变化,G P x酶活力逐渐上升,到7 d时达到最高值,各实验组酶活力与对照组差异显著(P0.0 5),但各实验组的酶活力很接近,无显著差异。1 5 d时,各实验组的G P x酶活力都下降至与对照组相当的水平。总体来说,在1 5 d的胁迫实验期间4个实验组酶活力表现出先上升后下降的趋势。C AT酶活力变化如图6(c)所示,0.0 2 5 m g/L实验组在4 d 时达到最高,为2.3 6 m o l/(m i nm g p r o t);其余各胁迫浓度实验组的酶活力均在7 d时达到最高值,分别为2.6 9、2.1 4、2.0 5 m o l/(m i nm g p r o t),但仅0.0 5 0 m g/L实验组的C AT酶活力与对照组有显著性差异(P0.0 5)。MD A含量变化如图6(d)所示,各实验组MD A含量变化趋势不明显。低浓度0.0 2 5 m g/L实验组的MD A含量在1 d时小幅度升高;在7 d时达到最高值,且与对照组差异显著;1 5 d时回落并低于对照组。高浓度0.3 0 0 m g/L实验组的MD A含量值在4 d时达到最高值,与对照相比差异显著,随后降低至与对照组相当的水平。471广西科学院学报,2 0 2 3年,3 9卷,第2期 J o u r n a l o f G u a n g x i A c a d e m y o f S c i e n c e s,2 0 2 3,V o l.3 9 N o.2 *i n d i c a t e s t h a t t h e r e i s a s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e e x p e r i m e n t a l g r o u p a n d t h e c o n t r o l g r o u p a t t h e s a m e t i m e(P斧足肌571何智能,巫冷蝉,王宏玲,等.弓獭蛤(L u t r a r i a a r c u a t a)的重金属富集特征及其对镉胁迫的生理响应肉虹吸管,与类延菊3 8、李宗访等2 6的研究结果相似。上述学者发现皱纹盘鲍(H a l i o t i s d i s c u s h a n-n a i I n o)、泥蚶在各浓度C d的暴露下,内脏团(肝胰腺)和足中的C d含量随着环境C d浓度的增加和时间的延长呈上升趋势,且内脏团的C d积累量高于肌肉。在受到重金属C d胁迫时,动物体内会诱导产生活性氧(R O S)产物而导致机体的氧化损伤,此时抗氧化防御系统启动清除活性氧自由基,抵御氧化损伤3 9。S O D、G P x和 C AT是其中具有代表性的抗氧化酶,通过清除细胞内多余的 R O S 以维持细胞氧化还原内稳态。在本研究中S O D、G P x、C AT 3种酶的活性整体趋势表现为先上升后下降,提示在C d胁迫刺激前期,弓獭蛤机体自身防御系统做出响应,通过增加抗氧化酶的活性,减少C d诱导下产生的R O S对机体的损害,随着体内 C d 的不断累积,弓獭蛤通过调整酶活性来适应外界环境的干扰。当机体氧化应激超过抗氧化防御能力时,双壳贝类的氧化损伤主要表现为脂质过氧化和D NA链断裂,R O S 将引起脂质过氧化并产生丙二醛(MD A),其含量的高低与过氧化反应的程度相关。本研究中实验组的MD A含量相对于对照组来说并没有明显变化,甚至高浓度组的MD A含量相对于对照组来说还有一些下降,说明脂质过氧化程度低。前人研究发现,长牡蛎(C r a s s o s t r e a g i g a s)、P e r n a c a n a l i c u l u s等贝类长期暴露在高浓度的C d下也会出现MD A含量减少的现象,与本研究结论一致4 0,4 1。结合本研究中弓獭蛤的重金属富集系数、C d胁迫后体内3种组织的C d含量变化等情况可以发现,弓獭蛤对C d有着非常强的富集能力。在高剂量的C d胁迫下,弓獭蛤活动正常,未出现组织外观畸变现象,死亡率仅1%。3种常用的抗氧化酶活性表现出随胁迫时间的推移先增高后降低的特征,但MD A含量变化不大,说明机体并未产生大量的脂质氧化。另外,本研究还进行了金属硫蛋白含量的测定,结果发现胁迫后的金属硫蛋白的含量也并无显著变化(数据未展示)。综上所述,弓獭蛤具有很强的适应C d的能力,体内虽然富集高含量的C d,但是对其生理状态影响不大。W a k i m o t o等4 2在P.c a n a l i c u l u s中发现了一种呋喃类脂肪酸,有着强大的清除R O S的能力,说明双壳贝类体内可能存在着和常规认识不一样的抗氧化机制,从而减少C d暴露诱导的脂质过氧化。弓獭蛤是否也存在着独特的抵抗重金属C d对其机体损伤的机制,还有待进一步研究。4 结论 本研究对北海市3处海域1 2个站位的7种主要重金属含量进行测定,计算了弓獭蛤可食用部分的重金属污染指数和富集系数,并在实验室内对弓獭蛤进行了高浓度含C d海水的胁迫实验,得到以下结论。(1)1 2个检测点的重金属含量均符合海水养殖区标准,但根据国家标准,弓獭蛤可食用部分的C d平均Pi达到轻度污染水平,其中营盘镇某站位样品C d含量超过了无公害水产品限量标准。弓獭蛤对C d的富集系数大于5 0 0 0,在7种重金属中最高,说明弓獭蛤对环境中的重金属C d吸收能力极强,如果海水中的C d浓度进一步增加,则易造成食品安全问题,应引起警醒。(2)胁迫实验结果揭示了弓獭蛤体内各组织富集的C d含量与胁迫浓度、胁迫时间呈正相关关系。内脏团对C d的富集能力最强、富集速率最快,斧足肌肉次之,虹吸管最低,根据这一结论建议消费者在食用弓獭蛤时去除内脏团。(3)胁迫实验后,弓獭蛤内脏团组织中S O D、G P x、C AT的酶活力呈现规律 性 变 化,MD A含 量 的 变 化 与 对 照 组 相 比 不明显。弓獭蛤作为底栖双壳贝类,其体内的重金属富集与底栖沉积物环境息息相关,今后可进一步研究弓獭蛤体内重金属含量和沉积物之间的关系。此外,在体内C d含量很高的情况下,弓獭蛤的生活状况仍然正常,组织形态未出现明显异常,弓獭蛤如何抵抗C d对其机体损伤的机制有待深入研究。参考文献1 CHE N K,WAN G W,Z HU W,e t a l.M o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d g e n e t i c d i f f e r e n t i a t i o n o f L u t r a r i a m a x-i m a i n c o a s t w a t e r s o f f s o u t h e a s t C h i n a J.J o u r n a l o f O c e a n o l o g y a n d L i m n o l o g y,2 0 2 1,3 9(4):1 3 8 7 1 4 0 2.2 邹杰,彭慧婧,张守都,等.施氏獭蛤壳体表型性状对体质量的影响分析J.水产科学,2 0 2 0,3 9(4):5 7 3 5 7 8.3 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