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在各种环境污染中，危害最大、最广泛的当属水体环境的污染。而重金属是其中更为突出的污染源之一。重金属元素它们可通过多种途径，如采矿、冶炼、燃煤、汽车尾气排放、电镀工业等释放到环境中。此外，大气尘粒的沉降和雨水对地面的冲刷，都可以使其进入江河湖泊中，造成水体污染，影响到水生生物及人类的活动。因此开展水生生物的污染研究已刻不容缓。镉是生物体非必需元素，进入生物体之后对生物体只有毒害作用;而铜是生物体必需元素，但生物体内铜的积累量超过一定限度以后便会对生物体起毒害作用。因此镉、铜是重金属污染中较有代表性的元素，污染范围较广，毒害也较大;溪蟹栖息于水底，受污染的机会较大，也较敏感。因此，本文选用河南华溪蟹(Sinopotamonhenanense)作为实验动物，采用体外暴露法染毒处理，分别研究了:铜暴露条件下，重金属在机体内的积累分布和铜对金属硫蛋白(Metallothionein，MT)的诱导，探究了铜诱导下MT的表达规律;镉诱导条件下，镉在溪蟹体组织中的积累和分布规律，及其MT cDNA的克隆，分析了机体的生物解毒机制。本研究分为三个部分： 第一部分：铜诱导河南华溪蟹组织金属硫蛋白表达及铜蓄积的研究。本研究的目的是在系统研究铜诱导河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)不同组织（肝胰腺，腮）金属硫蛋白(MT)表达与铜蓄积状况的基础上，进一步探讨二者之间的关系。研究采用体外镉暴露法处理S.henanense，通过镉-血红蛋白饱和法和火焰原子吸收分光光度法(AAS)分别测定肝胰腺及鳃组织中铜、锌蓄积量及MT的表达量。结果显示，不同浓度镉暴露下，体内铜蓄积及MT表达都具有明显组织差异性。鳃中铜蓄积量高于肝胰腺;而肝胰腺中MT的表达要明显高于鳃。组织中的铜蓄积与MT的诱导量的线性研究表明，在肝胰腺组织中，铜蓄积与MT诱导之间具有良好的相关性，而在鳃组织中两者则不具有相关性。所以，利用MT作为淡水环境污染的生物指示物时，应当充分考虑MT表达得特异性，这样才能够准确反应水体污染的程度，综合反映污染因素对水体污染的总体效应。 第二部分：镉在河南华溪蟹主要组织器官的积累效应。本文研究了急性染毒条件下，镉(Cd2+)在河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)主要组织器官中的积累效应。实验设对照组和3个处理组，分别在体外Cd2+暴露1d、3d和5d时活体解剖，取主要组织器官（肝胰脏、鳃、卵巢、肌肉）进行消化并测定Cd2+的含量。结果表明，Cd2+的积累具有明显的组织差异性，积累量由高到低的顺序是:鳃＞肝胰腺＞肌肉＞卵巢。镉对蟹体的毒性作用具有一定的浓度—效应关系，即随着染毒镉浓度的升高，组织器官中镉的生物积累也随之增加;随时间的变化则在不同组织中呈现出不同变化趋势。 第三部分：镉诱导河南华溪蟹金属硫蛋白cDNA片段的克隆及序列分析。本文参考已发表的其它甲壳类动物金属硫蛋白(MT)氨基酸序列及核苷酸序列，设计简并引物从河南华溪蟹(Sinopotamon henanense)鳃组织RNA中扩增并克隆了MT cDNA片段序列，并通过RACE的方法获得了其编码区全长cDNA。序列分析结果表明，此序列含有一个177bp的完整阅读框，该cDNA编码含59个氨基酸的蛋白质，其中包含了18个半胱氨酸残基，其理论分子量为6218.26Da。研究结果旨在通过对MT基因结构和表达方式的研究，阐明MT在重金属代谢及解毒过程中的分子机制。