Vliv koncentrace, teploty a doby působení na biochemické parametry raka mramorovaného (Procambarus fallax f. virginalis) exponovaného neonikotinoidovému pesticidu, thiaklopridu

Bc. Světlana HUMMELOVÁ

Master's thesis

Abstract:

Cílem této práce bylo zhodnotit vliv koncentrace, teploty a doby působení thiaclopridu na biochemické parametry raka mramorovaného nyní označen latinským názvem (Procambarus virginalis). Doba experimentu probíhala po dobu 56 dní (28 dní expozice a 28 dní depurace), kdy byli raci rozděleni do skupin podle vybraných koncentrací: (kontrolní skupina (K) bez obsahu thiaclopridu, nejvyšší zjištěná environmentální koncentrace 4,5 ?g?l-1 (TEN) a koncentrace 64,6 ?g?l-1 (TLC), která odpovídá 10% hodnotě 96hodinové letální koncentraci pro raka mramorovaného a různých teplot vody (17 a 23 °C). Během experimentu byla u raků vystavených nižší teplotě vody (17 °C) pozorována obecně nižší aktivita v chování než u raků vystavených vyšší teplotě (23 °C). Vliv obou zkoumaných koncentrací (4,5 a 64,6 ?g?l-1) způsobil v tkáních svalu a hepatopankreatu LPO a změnu aktivity GST. Dále byly zaznamenány statisticky významné (P<0,01) změny SOD, CAT a GSH ve všech tkáních (svalu, hepatopankreatu i žaber), u obou zkoumaných koncentrací (4,5 a 64,6 ?g?l-1) a sledovaných teplot (17 a 23 °C) v průběhu experimentu. Vliv koncentrace thiaclopridu, teploty a doby působení způsobil dále nárůst GLU, NH3, AST, ALT a CK v hemolymfě raků. Další sledované parametry v hemolymfě (LDH, TP, Ca2+, Mg2+) byly ovlivněny především teplotou, kdy u raků v teplejší vodě (23 °C) byly zaznamenány zvýšené hodnoty těchto ukazatelů oproti rakům v chladnější vodě (17 °C). V jediných dvou parametrech (ALB a GLOB) nebyly zaznamenány v hemolymfě žádné rozdíly. Nejvyšší statisticky významné (P<0,05) změny jednotlivých parametrů v rámci skupin byly pozorovány nejčastěji po 14 a 28denní expoziční době, kdy u některých parametrů, zejména při vyšší koncentraci thiaclopridu i teplotě vody bylo zjištěno, že 28denní depurační doba nebyla dostatečná pro vyrovnání biochemických parametrů na běžné hodnoty kontrol. Na závěr je vhodné zmínit, že na vliv jednotlivých parametrů měla vliv i samotná teplota vody, kdy byly v několika případech naměřeny rozdílné hodnoty sledovaných biomarkerů mezi teplotami u skupin vystavených stejným koncentracím thiaclopridu, i přesto, že jejich kontrolní skupiny mezi teplotami nevykazovaly žádné rozdíly. Výsledky této práce potvrzují synergické účinky thiaclopridu, teploty a doby působení na necílové vodní organismy a mohou být podkladem pro další studie zabývající se hodnocením vlivu thiaclopridu i jiných pesticidních látek na organismy.

Abstract:

The aim of this work was to evaluate the effect of concentration, water temperature conditions and duration of action of thiacloprid on biochemical parameters of marbled crayfish (Procambarus virginalis). The time of this experiment was taken for 56 days (28 days of exposure and 28 days of depuration). Crayfish were divided into groups according to selected concentrations: control group without thiacloprid (K), highest detected environmental concentration 4.5 ?g?l-1 (TEN) and concentration 64.6 ?g?l-1 (TLC) (10 % of the 96-hour lethal concentration for marbled crayfish) and different water temperatures (17 and 23 °C). Crayfish, which was exposed to a lower water temperature conditions (17 °C) during the experiment, have been generally shown lower activity in behaviour against crayfish exposed to a higher temperature (23 °C). The effect of concentrations of thiacloprid (4.5 and 64.6 ?g?l-1) caused in the muscle and hepatopancreas LPO and changed GST activity. Statistically significantly (P<0.01) changes were observed in all tissues (muscle, hepatopancreas and gills), caused by effect of concentrations of thiacloprid (4.5 and 64.6 ?g ? l-1) and temperature condition (17 and 23 °C) during the experiment in SOD, CAT and GSH. The effect of thiacloprid concentration, water temperature condition and duration of action caused in haemolymph significantly (P<0.01) increase in GLU, NH3, AST, ALT and CK. Other parameters in haemolymph (LDH, TP, Ca2+, Mg2+) were affected only by the water temperature condition. Crayfish in higher water temperature condition (23 °C) showed higher values of these indicators in opposite to crayfish in colder temperature condition (17 °C). No different changes in haemolymph were observed only in two parameters (ALB and GLOB). The highest statistically significantly (P <0.05) changes of individual parameters inside each one group were observed especially after 14 and 28 days of exposure. Especially in higher concentration of thiacloprid and temperature was found that 28 days of depuration time was not sufficient to balance biochemical parameters to normal control values. At the end, it is apt to mention that water temperature condition had influence on individual parameters themselves, when in several cases different values of monitored biomarkers were measured between temperatures in groups exposed to the same concentrations of thiacloprid, even though their control groups showed no differences between temperatures. The results of this work confirm the synergistic effect of thiacloprid, temperature and duration of action on non-target aquatic organisms and could be used for other studies to evaluate the effect of thiacloprid and other pesticides on organisms.

Keywords

insekticidy, korýši, hemolymfa, antioxidanty, oxidační stres, synergické účinky.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Alžběta Stará, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Master programme / field:
Agricultural Specialization / Fishery and Protection of Waters