Zn~(2+)胁迫对花斑裸鲤抗氧化关键基因表达和抗氧化酶活性的影响

为探讨水体Zn⁽²⁺⁾对鱼类的影响,并筛选出有效的生物标记物,以花斑裸鲤Gymnocypris eckloni幼鱼(体质量为10 g±3 g)为试验对象,分别以1、2、5、10、20 mg/L Zn(2+)对鱼类的影响,并筛选出有效的生物标记物,以花斑裸鲤Gymnocypris eckloni幼鱼(体质量为10 g±3 g)为试验对象,分别以1、2、5、10、20 mg/L Zn⁽²⁺⁾为胁迫浓度,计算24、48、72、96 h时的半致死浓度(LD_(50)),经1 mg/L Zn(2+)为胁迫浓度,计算24、48、72、96 h时的半致死浓度(LD_(50)),经1 mg/L Zn⁽²⁺⁾胁迫12、24、48、72、96 h后,采用qPCR技术检测鳃、肾脏和肝脏组织中抗氧化防御系统相关的核因子E2相关因子2(Nrf2)、铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)基因表达量变化,以热图分析各基因在3种组织中的应答层次,以及用吸光度法测定SOD、CAT和GPx抗氧化酶活性的变化。结果表明:Zn(2+)胁迫12、24、48、72、96 h后,采用qPCR技术检测鳃、肾脏和肝脏组织中抗氧化防御系统相关的核因子E2相关因子2(Nrf2)、铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)基因表达量变化,以热图分析各基因在3种组织中的应答层次,以及用吸光度法测定SOD、CAT和GPx抗氧化酶活性的变化。结果表明:Zn⁽²⁺⁾对花斑裸鲤幼鱼胁迫24、48、72、96 h时的半致死浓度(LD_(50))分别为5.0、3.2、2.5、2.0 mg/L,安全浓度为0.2 mg/L;在Zn(2+)对花斑裸鲤幼鱼胁迫24、48、72、96 h时的半致死浓度(LD_(50))分别为5.0、3.2、2.5、2.0 mg/L,安全浓度为0.2 mg/L;在Zn⁽²⁺⁾胁迫96 h内,花斑裸鲤Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和GPx基因表达量及SOD、CAT和GPx酶活性均有不同程度的升高,但升高幅度各异;基因表达量热图分析显示,与鳃、肾脏和肝脏组织中Nrf2的4个下游基因表达量相比,Nrf2表达量相对较低,尤其在肾脏和肝脏组织中表现更为明显。研究表明,花斑裸鲤Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和GPx基因表达量及相关酶活性与Zn(2+)胁迫96 h内,花斑裸鲤Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和GPx基因表达量及SOD、CAT和GPx酶活性均有不同程度的升高,但升高幅度各异;基因表达量热图分析显示,与鳃、肾脏和肝脏组织中Nrf2的4个下游基因表达量相比,Nrf2表达量相对较低,尤其在肾脏和肝脏组织中表现更为明显。研究表明,花斑裸鲤Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和GPx基因表达量及相关酶活性与Zn⁽²⁺⁾胁迫存在一定的时间相关性和组织特异性,其可作为预警水体Zn(2+)胁迫存在一定的时间相关性和组织特异性,其可作为预警水体Zn⁽²⁺⁾污染的备选生物标记物。

Effects of Zn~(2+) stress on expression of key antioxidant genes and antioxidant enzyme activities in eckloni naked carp Gymnocypris eckloni