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重金属污染是近年来我国渔业环境污染的公害之一,且形势十分严峻。某些重金属离子如Cd2+、Hg2+、Pb2+等具有强遗传毒性,可通过食物链进入鱼体内富集,导致重金属中毒,严重影响产量并直至危害人类健康。但重金属对鱼类的毒害机制尚不明朗,尤其是作为急性损伤所引起的凋亡的主要特征之一——DNA链断裂或解螺旋的作用机制尚需深入研究,而如何减轻重金属在鱼体内的毒害作用更是鲜见报道。钙是生命的必需元素,稀土对生物圈中诸多植物和动物包括人体有极其广泛的生物学效应。鉴于此,我们将研究重金属离子Cd2+、Hg2+、Pb2+,稀土离子La3+、Ce3+以及Ca2+与鱼类DNA的直接和间接作用关系,尝试从生理生化各水平阐明重金属对鱼类毒害DNA的作用机制,并研究钙及稀土这些有益金属元素能否减轻重金属对鱼类DNA的破坏作用,从而为环境污染的治理提供理论依据。论文主要涉及以下内容:(1)通过各种手段研究Pb2+与鱼肠DNA的直接作用关系。紫外吸收光谱测试表明随着Pb2+的加入,DNA的260 nm特征吸收峰强度下降,同时DNA 207nm吸收峰明显蓝移,表明Pb2+与DNA有强烈的键合作用;荧光发射光谱结果表明Pb2+的加入并未使DNA发射峰产生位移,但能降低其荧光强度,说明Pb2+的作用并未使DNA荧光生色团的极性环境发生明显变化,但其对DNA内源荧光有猝灭作用,且属于静态猝灭;真空紫外圆二色谱结果表明外源Pb2+导致了DNA分子收缩,构象变化;荧光扩展X射线吸收精细构光谱(EXAFS)测试表明Pb2+能直接结合到DNA上,并与DNA链中的磷酸基上的氧或碱基氮配位,配位数为4,Pb-O或Pb-N键长为2.64 ?,认为这导致了DNA构象变化,对二级结构产生一定的破坏作用;电泳结果表明不同浓度的外源Pb2+与DNA直接作用后,DNA仍然保持完整,未发生断裂。(2)通过光谱学手段研究稀土离子La3+、Ce3+缓和Hg2+对DNA毒害以及Ca2+缓和Cd2+对DNA毒害的作用机制。紫外吸收光谱测试表明稀土离子La3+、Ce3+均可缓和Hg2+对DNA的减色效应和构象的影响,Ca2+可缓解Cd2+对DNA的减色效应和构象的影响。荧光发射光谱结果表明La3+和Ce3+都能缓和Hg2+对DNA的内源荧光猝灭作用,Ca2+能缓和Cd2+对DNA的内源荧光猝灭作用。在DNA上的结合位点数、高亲