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随着工业发展、矿山开采、金属冶炼和生活污水未经处理直接排放及人类活动日益频繁,环境污染问题也越来越严重。铜(Cu)和锌(Zn)作为环境中普遍存在的金属元素,其对水生生境及生物的污染影响等受到了有关部门和广大科研工作者的重视。Cu和Zn是生物体的两大必需元素,一定量的Cu、Zn对机体的生长发育有促进作用,过量的Cu、Zn则对生物体产生不利影响。生物除了可以从环境中摄取Cu和Zn外,主要从食物中摄取Cu和Zn。Cu和Zn会通过食物链的传递最终进入人体,对人体健康造成影响。Cu和Zn在环境中共存。目前,日粮中添加单一和复合Cu、Zn对水生生物抗氧化能力及免疫学指标的研究较少,两者对水生生物的影响需要进一步研究。本实验以尼罗罗非鱼为受试动物,利用其喜食浮萍的习性,先将浮萍在清水(对照组)、浓度为1mg/L Cu SO4?5H2O(Cu组)、5mg/L Zn SO4?7H2O(Zn组)和1mg/L Cu SO4?5H2O+5mg/L Zn SO4?7H2O(Cu+Zn组)溶液中暴露5d,然后取暴露后的浮萍作为实验日粮,投喂42d。在实验第21d和42d取实验鱼肌肉、肝脏、脾脏和肠组织,分别检测金属Cu2+、Zn2+在尼罗罗非鱼不同组织中的含量以评估金属离子在各组织中的累积分布情况;取肝脏检测抗氧化指标、抗氧化基因及免疫相关基因的表达;取实验鱼血液检测血清中溶菌酶(LZM)活性和免疫球蛋白(Immunoglobulin M,Ig M)含量;进而研究日粮中添加Cu、Zn对罗非鱼抗氧化系统及免疫相关指标的影响,探究Cu、Zn对罗非鱼相关生理效应影响的作用机制等。主要研究结果如下:1.实验结束后,实验鱼对富含Cu2+的浮萍摄食量最少,对富含Zn2+的浮萍摄食最好;Cu2+、Zn2+在罗非鱼肌肉、肝脏、脾脏和肠组织中累积分布不同,肝脏中Cu2+累积量最高,Zn2+在肠中含量最高,肌肉中Cu2+、Zn2+浓度最低;日粮中添加高Zn可能会降低Cu2+在肌肉、脾脏和肠道中的含量,日粮中添加高Cu不会降低Zn2+在肝脏中的累积量。2.投喂实验日粮42d,罗非鱼肝脏中抗氧化酶过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性和非酶物质还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量均在整个实验期间呈现下降的趋势,脂质过氧化物质丙二醛(MDA)含量呈现升高趋势。日粮中高水平的Cu、Zn促使罗非鱼肝脏产生氧化应激,可能引起肝脏抗氧化系统的损伤;罗非鱼摄食实验日粮42d后,肝脏中抗氧化基因GPx和CAT m RNA的相对表达量均降低,Nrf2和Keap1 m RNA的相对表达量与抗氧化基因的变化趋势一致,日粮中添加高浓度的Cu、Zn对Nrf2-Keap1通路产生抑制作用,抑制了相关基因的表达;Cu和Zn在抗氧化系统中有协同作用。与单一金属暴露相比,Cu和Zn复合暴露诱导罗非鱼肝脏产生的氧化应激更强烈。3.与Zn组相比,Cu+Zn组实验鱼血清中LZM在第42d发生了逆转;投喂21d后,与对照组相比,各处理组实验鱼肝脏中免疫相关基因TNF-α、INF-γ和IL-1β的转录表达受到明显抑制;与Cu+Zn组相比,Cu组和Zn组实验鱼摄食42d后肝脏中INF-γ转录水平显著降低,而TNF-α的表达升高;Cu对罗非鱼产生的免疫力影响大于Zn所产生的影响。