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由农药和重金属导致的环境污染问题日益严重,而污染中更多的为多种污染物共存,因此研究农药及重金属单一和复合污染对生命体引起的毒性效应具有重要意义。本论文研究了两种不同草甘膦制剂(ND、XA)和重金属Cd单一或复合胁迫对模式细菌大肠杆菌(Escherichia coli)的毒性效应,包括细菌的存活率、DNA损伤效应、活性氧基团(reactive oxygen species,ROS)水平和膜电位变化情况。草甘膦制剂单一胁迫大肠杆菌的结果表明,草甘膦ND和XA在较高浓度(20~50mM)时,暴露浓度与大肠杆菌存活率、DNA损伤之间呈现显著的剂量-效应关系,但与细胞内ROS水平未见相关性;且在同等暴露浓度下,草甘膦ND对大肠杆菌的毒性大于草甘膦XA。在一定浓度范围内(0~0.25 mM),随着Cd浓度的增加,Cd能极显著地抑制细菌的生长和增殖,大肠杆菌DNA损伤效应和细胞内ROS水平也随着Cd浓度的增加而升高;但是0.5 mM时,死亡率、DNA损伤效应和细胞内ROS水平出现下降。两种草甘膦制剂和镉都能改变大肠杆菌的静息膜电位,使细胞产生去极化。草甘膦制剂和镉复合胁迫大肠杆菌的结果表明,ND和Cd复合胁迫大肠杆菌后,各个处理组的存活率大多显著低于对照组,ND的加入显著降低了细胞内ROS水平,此外1 mM ND与不同浓度镉共存时,大肠杆菌细胞膜的去极化现象尤其严重。草甘膦XA与较高浓度Cd(0.1~0.5 mM)复合胁迫时,各处理组的存活率显著低于对照组,1 mM XA使各个镉处理下大肠杆菌细胞内ROS水平增加,不同浓度的XA增加了Cd处理下大肠杆菌细胞膜的去极化。草甘膦ND、XA和Cd复合胁迫对大肠杆菌DNA损伤效应的实验结果比较复杂,但复合胁迫的处理组大多出现DNA损伤。草甘膦和镉的交互作用类型与草甘膦制剂的种类、草甘膦-镉的浓度比以及测量指标有明显的关系。从大肠杆菌L5的存活率来看,ND与低浓度Cd(0~0.1 mM)交互作用类型以拮抗为主,但是Cd浓度为0.25~0.5 mM时,交互作用类型变为协同作用,XA与Cd交互作用类型都是以协同为主。从LC106的存活率和膜电位可知,草甘膦ND、XA和Cd复合作用方式都是协同作用。此外,我们研究DNA损伤效应和胞内ROS水平时,两种草甘膦制剂和Cd的交互作用方式是拮抗作用。综上所述,草甘膦制剂和镉单一或复合胁迫对大肠杆菌产生了较强的急性毒性。