بررسی تغییرات فصلی آنزیم‌گلوتاتیون اس ترانسفراز کاتالاز و استیل کولین استراز در اندازه‌های مختلف صدف دوکفه‌ای مروارید‌ساز Pinctada radiata

نوع مقاله: محیط زیست جانوری

نویسندگان

1 گروه بیولوژی دریا، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات و آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 گروه شیمی دریا، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

تحقیق حاضر جهت اندازه‌گیری میزان غلظت آنزیم گلوتاتیون اس ترانسفراز کاتالاز و استیل کولین استراز به ­عنوان نشانگرهای آلاینده فلزات سنگین در صدف دوکفه‌ای مروارید ساز محار (Pinctada radiata) انجام گرفته است. نمونه ­برداری از بهار تا زمستان سال 1392 به ­روش غواصی در ایستگاه‌های لاوان، هندورابی و نخیلو انجام شد که در طی نمونه ­برداری صدف­ های با اندازه کوچک (4-1سانتی‌متر) و بزرگ (6-4 سانتی‌متر) جمع‌آوری گردیدند. برای اندازه‌گیری میزان غلظت فلزات سنگین از روش استاندارد Moopam، برای اندازه‌گیری آنزیم گلوتاتیون اس ترانسفراز از روش Habig، برای اندازه‌گیری آنزیم استیل کولین استراز از روش Ellman و برای اندازه‌گیری غلظت آنزیم کاتالاز از روش Abei استفاده گردید. میزان غظت آنالیز فلزات سنگین نیکل، کادمیوم و سرب در بافت نرم صدف محار (Pinctada radiata) در هر سه ایستگاه به ­ترتیب 0/12±0/58 و 0/04±1/86 و 0/30±1/94 قسمت در میلیون می‌باشد، که نتایج نشان داد غلظت فلز سرب در رسوبات ایستگاه دارای اختلاف معنی دار می‌باشد. غلظت آنزیم استیل کولین استراز در ایستگاه‌های مختلف و در بین اندازه‌های بزرگ و کوچک و در بین دو فصل اختلاف معنی ­داری با یکدیگر نداشتند. تغییرات دو آنزیم کاتالاز و گلوتاتیون اس ترانسفراز تقریباً مشابه یکدیگر بوده و ایستگاه و فصل هر دو پارامتر اختلاف معنی ­داری بر میزان غلظت این آنزیم‌ها داشتند. تغییرات فصلی آنزیم‌های آنتی اکسیدان (با فرض ثابت بودن شوری و اکسیژن) به سن، چرخه تولیدمثل، در دسترس بودن میزان غذا و دمای آب مرتبط است. با افزایش دما در فصل گرم میزان آنزیم‌های آنتی ­اکسیدان افزایش یافته، با افزایش دما و فراوانی غذا در محیط ممکن است میزان آنزیم‌های آنتی ­اکسیدان افزایش یابد. با توجه به ­میزان کم آلاینده‌های فلزات سنگین در مناطق مورد مطالعه، سطح پایین ­تری از آلاینده‌ها در بافت صدف محار (Pinctada radiata) از نظر استاندارهای جهانی مشاهده گردید و ارتباط قوی نیز بین میزان این آلاینده فلزات سنگین در بافت صدف محار (Pinctada radiata) و میزان آنزیم‌های مورد مطالعه مشاهده نشد، لذا میزان آلاینده‌های گونه مورد مطالعه در حد طبیعی می‌باشد و گونه در وضعیت سالمی به ­سر می‌برد.

کلیدواژه‌ها


  1. اسماعیلی­ تاجیک، ف.، 1388. بررسی سطوح آنزیم‌های ضد اکسیداسیون در بارناکل به­ عنوان شاخص زیستی آلودگی فلزات سنگین (Ni,V,Cd) در خلیج فارس-جزیره خارک، پایان­ نامه کارشناسی ­ارشد مدیریت محیط زیست. دانشکده محیط زیست و انرژی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات.
  2. امتیازجو، م.، 1379. بررسی تنوع زیستی و پتانسیل تولید مواد زیستی فعال از سیانوباکتری‌های خلیج فارس. پایان‌نامه دکتری بیولوژی دریا. دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران.
  3. حسین ­زاده ­صحافی، ه.؛ دقوقی، ب. و رامشی، ح.، 1379. اطلس نرم ­تنان خلیج فارس. موسسه تحقیقات شیلات ایران. 248 صفحه.
  4. حیدری­ چهارلنگ،ب.؛ ریاحی ­بختیاری،ع. و یاوری، و.، 1390. بررسی غلظت فلزات سنگین (Pb,Zn,Cd and Cu) در رسوبات سطحی سواحل بندرلنگه. پنجمین همایش تخصصی مهندسی محیط­ زیست.
  5. دبیری، م.، 1379. آلودگی محیط زیست آب، خاک، هوا، صوت. انتشارات اتحاد. ۴۰۰ صفحه.
  6. ذوالقدری ­قره ­بلاغ، ص.، 1382. اثرات فلزات سنگین بر روی آبزیان. پایان­ نامه کارشناسی. دانشکده علوم و فنون دریایی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال.
  7. صفاهیه، ع.؛عبداله ­پورمنیخ، ف. و سواری، ا.، 1390. غلظت فلزات سنگین در رسوب و ماهی شبه شوریده (Johnius belangerii) صید شده از خور موسی در استان خوزستان. مجله شیلات، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آزادشهر.
  8. مرتضوی، ش.؛ اسماعیل­ی ساری، ع. و ریاحی ­بختیاری، ع.، 1384. تعیین نسبت نیکل و وانادیوم ناشی از آلودگی‌های نفتی در صدف خوراکی و مروارید‌ساز در حاشیه سواحل، استان هرمزگان. مجله منابع طبیعی. جلد 58، شماره1، صفحات 11 تا 22.
  9. Aebi, H., 1974. Catalase. In: Bergmeyer HV, editor. Methods in enzymatic analysis. New York: Acadamic press. Vol 2.
  10. Ahmad, S.; Pritsos, C.A.; Bowen, S.M.; Heisler, C.R.; Blomquist, G.J. and Pardini, R.S., 1988. Subcellular distribution and activities of superoxide dismutase, Catalase, glutathione peroxidase and glutathione reductase in the southern armyworm, spodopthera eridania. Arch Insect Bio Chem Physiol. Vol. 7, pp: 173-186.
  11. Ahmad, A.K. and Shuhaimi-Othman, M., 2010. Heavy metal concentration in sediments and fishes from Lake Chini, Pahang, Malaysia. Journal of Biological Sciences. Vol. 10, No. 2, pp: 93-100.
  12. Al-Mafda, H.; Abdel-Moati, M.A.R. and Al-Gimaly, F.H., 1998. Pinctada radiate (Pearl Oyster): A Bioindicator for Metal Pollution Monitoring in the Qatari Waters. Bull. Environm. Contam Toxicol. Vol. 60, pp: 245 - 251.
  13. Bagnyukova,T.V.;Chahrak,O.I.andLushchak,V.I.,2006. Coordinated response of goldfish antioxidant defenses to environmental stress. Aquat. Toxicol. Vol. 78, pp: 325-331.
  14. Banni, M.; Negri, A.; Dagnino, A.; Jebali, J.; Ameur, S. and Boussetta, H., 2010. Acute effect sofbenzo[a] pyreneon digestive gland enzymatic biomarkers and DNA damageonmussel Mytilus galloprovincialis. Ecotoxicology and Environmental Safety. Vol. 73, pp: 842-848.
  15. Borković, S.S.; Šaponjić, J.S.; Pavlović, S.Z.; Blagojević, D.P. and Milošević, S.M., 2005. The activity of antioxidant defence enzymes in the mussel Mytilusgalloprovincialis from the Adriatic Sea. Comp Biochem Physiol. Vol. 141, pp: 366-374.
  16. Borg, D.C. and Schaich, K.M., 1984. Cytotoxicity from coupled redox cycling of autoxidizing xenobiotics and metals. Israel J. Chem. Vol. 24, pp: 38-53.
  17. Cailleaud, K.; Maillet, G.; Budzinski, H.; Souissi, S. and Forget-Leray, J., 2007. Effects of salinity and temperature on the expression of enzymatic biomarkers in Eurytemora affinis (Calanoida, Copepoda). Comp. Biochem. Physiol. Vol. 147, pp: 841-849.
  18. Clark, R.B., 2001. Marine Pollution. 5th Edition, Oxford University Press. 237 p.
  19. Cossu, C.; Doyotte, A.; Babut, M.; Exinger, A. and Vasseur, P., 2000. Antioxidant biomarkers in freshwater bivalves, unio tumidus, in response to different contamination profiles of aquatic sediments. Ecotoxicol. Environ. Saf. Vol. 45, pp: 106-121.
  20. Ellman, G.L.; Courtney, K.; Andres, D.; Jr, V. Featherstone, R.M., 1961. A new and rapidcolorimetric determination of acetylcholinesterase activity, Biochem. Pharmacol. Vol. 7, pp: 88-95.
  21. Elumalai, M. and Balasubramanian, M.P., 1999. Influence of naphthalene on esterase activity during vitellogenesis of marine edible crab, Scylla sarrata. Bull Environ Contam Toxicol. Vol. 62, No. 6, pp: 743-748.
  22. Frenzilli,G.;Lasagna,C.;Perrone,E.andRoggie, P., 2004. enotoxicity biomarkers in Mytilus galloprovincialis: wild versus caged mussels. Mutat. Res. Vol. 552, pp: 153-162.
  23. Jing, R.;Bolshakov,V.I. and Flavell, A.J., 2007. The tagged microarray marker (TAM) method for high throughput detection of single nucleotide and indel polymorphisms. Nat. Protoc. Vol. 2, pp: 168-177.
  24. Geret, F.; Serafim, A.; Barreira, L. and Bebianno, M.J., 2002. Effect of cadmium on antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation in the gills of the clam Ruditapes decussatus. Biomarkers. Vol. 7, pp: 242-256.
  25. Giarratano, E.; Gil, M.N. and Malanga, G., 2013. Assessment of antioxidant responses and trace metal accumulation by digestive gland of ribbed mussel Aulacomya atra atra from Northern Patagonia. Ecotoxicol Environ Saf. Vol. 92, pp: 39-50.
  26. Giguère, A.; Couillard, Y.; Campbell, P.G.C.; Perceval, O.; Hare, L.; Pinel-Alloul, B. and Pellerin, J., 2003. Steady-state distribution of metals among metallothionein and other cytosolic ligands and links to cytotoxicity in bivalves living along a polymetallic gradient. Aquat Toxicol Vol. 64, pp: 185-200.
  27. Habig, W.H.; Pabst, M.J. and Jakoby, W.B., 1974. Glutathione-S-transferases, the first enzymatic step in mercapturic acid formation. J. Biol. Chem. Vol. 249, pp: 7130-7139.
  28. Hagger, J.A.; Lowe, D.; Dissanayake, A.; Jones, M.B. and Galloway, T.S., 2010. The influence of seasonality on biomarker responses in Mytilus edulis. Ecotoxicology. Vol. 19, pp: 953-962.
  29. Hayes, J.D. and Pulford, D.J., 1995. The Glutathione-S transferase family: regulation of GST and the contribution of the isoenzymes to cancer chemoprevention & drug resistance. Crit. Review Biochem. Molecul. Biol. Vol. 30, pp: 445-600.
  30. Hédouin, L.; Metian, M.; Teyssié, J.L.; Fowler, S.W.; Fichez, R. and Warnau, M., 2006. Allometric relationships in the bioconcentration of heavy metals by the edible tropical clam Gafrarium tumidum. Science of the Total Environment. Vol. 366, pp: 154-163.
  31. Khessiba, A.; Hoarau, P.; Gnassia-Barelli, M.; Aissa, P.  and Roméo, M., 2001. Biochemical response of the mussel Mytilus galloprovincialis from Lake Bizerte (Tunisia) with exposure to chemical pollutants Arch. Environ. Contam. Toxicol. Vol. 40, pp: 222-229.
  32. Krogh, M. and Scanes, P., 1996. Organochlorine compound and trace metal contaminants in fish near Sydney, s Ocean out full. Marin Pollution Bull. Vol. 33, No. 7-12, pp: 213-235.
  33. Lamanso, R.; Cheung, Y. and Chan, K.M., 1991. Metal concentration in the tissues of rabbit fish collected from Tolo Harbour in Hong kong, Marine Pollution Bulletin. Vol. 39, pp: 123-134.
  34. Lima, I. and Moreira, S.M., 2007. Biochemical responses of the marine mussel Mytilus galloprovincialis to petro chemical environmental contamination along the North western cost of Portugal. Chemosphere. Vol. 66, pp: 1230-1242.
  35. Livingstone, D.R., 1993. Contaminant stimulated reactive oxygen species production and oxidative damage in aquatic organisms. Mar Pollut Bull. Vol. 42, pp:656-666.
  36. Lukyanova, O.N.  and Korchagin, V.P., 2011. Glutathione-S-transferase as a molecular biomarker of the state of marine organisms influenced by anthropogenic pressure Biology Bulletin. Vol. 38, No. 4, 386 p.
  37. Nahrgang, J.; Camus, L.; Gonzalez, P.; Jönsson, M.  and Hop, H., 2010. Biomarker responses in polar cod (Boreogadus saida) exposed to dietary crude oil, Aquatic Toxicology. Vol. 96, No. 1, pp: 77-83.
  38. Páez-Osuna, F. and Ruíz-Fernández, C., 1995. Trace metals in the mexican shrimp Penaeus vannamei from estuarine & marine environments. Archives of environmental Contamination and Toxicology. Vol. 87, No. 2, pp: 243-247.
  39. Regoli, F.; Orlando, E.; Mauri, M.; Nigro, M. and Cognetti, G.A., 1995. Heavy metal accumulation and calcium content in the bivalve Donacilla cornea. Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol. 74, pp: 219-224.
  40. Regoli, F.; Winston, G.W.; Gorbi, S.; Frenz illi, G.; Nigro, M.; Corsi, I. and Focardi, S., 2004. Integrating enzymatic responses to organic chemical exposure with total oxyradical absorbing capacity and DNA damage in the European eel Anguilla anguilla. Environ. Toxicol. Chem. Vol. 22, pp: 56-65.
  41. Reid, D.J. and Maefarlane, G.R., 2003. Potential biomarkers of crude oil exposure in the gastropod mollusc, Austrocochlea poecata: Laboratory and manipulative field studies. Environmental Pollution. Vol. 12, pp: 147-155.
  42. Rosa, M.M.; Amila, E.M. and Ana, S., 2005. Antioxidant defencees in fish: Biotic and abiotic factors. Review in fish Biology and fisheries. Vol. 15, pp: 75-88.
  43. Rudneva,I.I.;Zavyalov,A.V.andSkuratovskaya,E.N.,2010, The role of molecular systems in protective reactions of fish infected by parasites. Ryb. gosp-vo Ukraini, Russian.
  44. Santovito, G.; Piccinni, E.; Cassini, A.; Irato, P. and Albergoni, V., 2005. Antioxidant responses of the Mediterranean mussel, Mytilus galloprovincialis, to environmental variability of dissolved oxygen. Comp. Biochem. Physiol. Vol. 140, pp: 321-329.
  45. Sifi, K.; Amira, A. and Soltani, N., 2013. Oxidative stress and biochemical composition in Donax trunculus (Mollusca, Bivalvia) from the gulf of Annaba (Algeria). Adv Environ Biol. Vol. 7, No. 4, pp: 595-604.
  46. Stohs, S.J. and Bagchi, D., 1995. Oxidative mechanisms in the toxicity of metal ions. Free Radic Biol Med. Vol. 18, pp: 321-336.
  47. Torres, M.A.; Dangl, J.L. and Jones, J.D., 2002. Arabidopsis p91phox homologues AtrbohD and AtrbohF are required for accumulation of reactive oxygen intermediates in the plant defense response. Proc Natl Acad Sci USA. Vol. 99, pp: 517-522.
  48. Viarengo, A.; Canesi, L.; Pertica, M. and Livingstone, D.R., 1991. Seasonal variations in the antioxidant defence systems and lipid peroxidation of the digestive gland of mussels. Comp. Biochem. Physiol. Vol. 100, pp: 187-190.
  49. Vlahogianni, T., Dassenakis, M.; Scoullos, M.J. and Valavanidis, A., 2007. Integrated Use of Biomarkers (Superoxide Dismutase, Catalase and Lipid Peroxidation) in Mussels Mytilus galloprovincialis for Assessing Heavy Metals’ Pollution in Coastal Areas from the Saronikos Gulf. Journal of Chemical Ecology. Vol. 23, pp: 361-371.
  50. Wright, D.A., 1995. Trace metal and major ion interactions in aquatic animals. Marine Pollution Bull. Vol. 31, pp: 8-18.