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农药的使用在农业生产上无疑是一项巨大的进步,但由于农药本身的毒性以及农药的残留等问题,对农业生产以至于环境产生了很大的负面影响。辛硫磷（Phoxim）是一种在水产养殖中大量使用的广谱有机磷农药,对水生动物寄生虫有较好的防控效果,但目前关于辛硫磷对水生动物生理水平、基因水平的影响研究尚属空白。光合细菌是一种分布广泛、能在厌氧环境中利用光能进行光合作用的有益微生物。其在处理废水、净化水质方面有着非常重要的利用价值。本课题围绕辛硫磷在实际应用中的潜在安全性开展了基因水平的风险评估研究,同时在分离了一株光合细菌的基础上,又探索了辛硫磷和光合细菌之间的相互作用。1.辛硫磷胁迫对异育银鲫细胞基因表达的影响利用高通量测序平台Illumina Hi Seq TM2500,对经0.5 mg/L浓度的辛硫磷（DMSO溶解）处理的异育银鲫尾鳍细胞样品进行测序分析。研究结果显示:细胞活性检测试验证明0.5 mg/L的辛硫磷对细胞活性无显著影响;与对照组（0.25%DMSO处理）表达的基因相比,辛硫磷处理组细胞中分别有550个和422个基因显著上调和下调。GO功能分类显示,差异表达基因分布生物过程、细胞组分、分子功能这三大类别中的55个分支。KEGG信号通路分析表明:差异表达基因涉及260条生物学代谢途径,包括赖氨酸降解、谷胱甘肽代谢、PI3K/AKT等信号通路;其中与药物代谢相关的信号通路有药物代谢—细胞色素P450、药物代谢—其他酶类和酪氨酸激酶抑制剂耐药。运用荧光定量RT-PCR技术对随机挑选的9个上调或下调的宿主基因进行了辛硫磷胁迫下的表达水平分析,验证了转录组结果的准确性。本研究结果表明0.5 mg/L浓度的辛硫磷对Gi CF无显著毒性,但是能对其基因表达谱产生系统性影响。Gi CF细胞可作为农药的细胞毒性研究材料,为深入揭示辛硫磷对Gi CF细胞基因水平的影响及潜在生理毒性奠定了基础,相关转录组数据可以为辛硫磷在水产养殖中的分子毒理学评价提供参考。2.光合细菌的富集分离与固化保存从明湖水中富集并分离出一株光合细菌,以菌株鉴定的传统方法为依据,根据菌株形态、颜色、16Sr DNA、系统发育树等鉴定结果,该菌为沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）,将其命名为PSB-Z。通过常规计数及生长量测定,得到活菌数及生长特性曲线。活菌数量约为1010CFU/m L,最佳接种量为10%,可以作为进一步研究的材料。在稳定生长的菌液中添加浓度为0.7%的硫酸铝为絮凝剂,海藻糖为菌体保护剂,硅藻土为固定剂,进行菌体固定。此法为菌株PSB-Z的一种可湿性粉剂制备方法,也可作为保存菌株的方法。3.辛硫磷与光合细菌的相互作用以光合细菌沼泽红假单胞菌PSB-Z为研究材料,探究光合细菌PSB-Z与农药辛硫磷之间的相互作用。比较PSB-Z在低浓度和高浓度辛硫磷溶液中的不同生长情况,当光合细菌菌液中不添加辛硫磷溶液时,其处于正常生长状态,加入辛硫磷溶液后,各组OD值在6h内有明显的下降趋势,6h后OD值才开始上升,且增加量明显大于不添加辛硫磷溶液的空白组。这表明在短时间内,辛硫磷对光合细菌的生长有一定抑制作用,但随着时间的增长,由于添加浓度的不同,表现出的影响也不相同。当辛硫磷添加浓度在10mg/L以下时,表现为促进作用,光合细菌长势略优于空白组;浓度在100mg/L以上时,表现出明显的抑制生长作用,光合细菌的长势明显比空白组差。PSB-Z对辛硫磷的作用表现在与不添加PSB-Z的对照组相比,添加了PSB-Z后,辛硫磷的液相检测浓度明显下降,这表明光合细菌对辛硫磷有一定的降解消除作用。在96h内,光合细菌对辛硫磷的降解率最高可达50%左右。在对照组中,辛硫磷的检测浓度随着时间变化而减少,推测可能与辛硫磷本身的理化性质、温度、光照、p H等条件有关。通过加标回收率的检测,发现在72h内,辛硫磷的回收率相对来说还是比较高的,而96h的回收率大约在32%。在回收率的基础上,添加光合细菌后辛硫磷的检测浓度与之比较之下仍然是减少的,这进一步说明了添加光合细菌对辛硫磷有降解作用。