几种典型有害藻对皱纹盘鲍急性毒性及其抗氧化酶活性的影响

为更好地了解有害藻华对鲍的影响及其原因,本文选择米氏凯伦藻（Karenia mikimotoi）、链状亚历山大藻（Alexandrium catenella）、东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和抑食金球藻（Aureococcus anophageffferens）4种典型有害藻,开展对皱纹盘鲍（Haliotis discus hannai）的急性毒性及其成体抗氧化酶活性研究。研究发现,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻均可致皱纹盘鲍幼虫、幼鲍和成体死亡。在米氏凯伦藻藻华现场密度下（5000/mL）,皱纹盘鲍幼虫的致死效应最显著,96 h时的存活率为4.7%。暴露在4000/mL藻密度链状亚历山大藻中,96 h时幼虫存活率为25.5%,暴露在10000/mL藻密度链状亚历山大藻中,48 h时幼鲍和成体存活率降至3.3%和6.7%。东海原甲藻和抑食金球藻对幼鲍和成鲍没有急性毒性影响,但能够降低皱纹盘鲍幼虫的存活率。米氏凯伦藻和链状亚历山大藻能够抑制皱纹盘鲍鳃的SOD酶活性和CAT酶活性、肝胰组织的SOD酶活性和GSH-Px酶活性,对皱纹盘鲍免疫系统造成损伤,而东海原甲藻和抑食金球藻对鲍体内的3种抗氧化酶活性的影响不明显。以上结果表明,米氏凯伦藻和链状亚历山大藻藻华能对鲍养殖产业造成严重威胁,东海原甲藻和抑食金球藻藻华可对鲍的资源补充存在不利影响。     

鱼毒性微藻小定鞭藻对海洋青鳉鱼的急性致毒效应研究

小定鞭藻(Prymnesium parvum)藻华通常会使养殖的鱼类大量死亡,是一种常见的鱼毒性藻类。本文以海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)为受试生物,研究小定鞭藻胁迫对海洋青鳉鱼的急性毒性效应及抗氧化酶活性变化,以期揭示小定鞭藻对鱼类的安全阈值及致毒作用方式。研究结果表明,在浓度0.9×108~11.2×108/L范围内,随着小定鞭藻浓度的增加,其对海洋青鳉鱼的毒性越强,呈明显的剂量-效应关系。3、24、和48 h的半致死浓度LC₅₀分别为5.62×108、1.58×108和1.44×108/L。当小定鞭藻浓度分别为1.87×108和2.8×108/L时,半致死时间LT₅₀分别为41.75 h和6.5 h,最大无作用浓度为0.9×108/L,推测小定鞭藻藻华对鱼类的安全阈值为9×106/L。低浓度小定鞭藻胁迫可使海洋青鳉鱼的过氧化物歧化酶(SOD)活性降低,但不呈剂量-效应关系,高浓度小定鞭藻可诱导过氧化氢酶(CAT)活性升高,低浓度小定鞭藻可使海洋青鳉鱼丙二醛(MDA)含量升高,提示低浓度小定鞭藻胁迫可导致海洋青鳉鱼脂质过氧化,这可能是小定鞭藻对鱼类致毒作用的方式之一。     

过氧化氢、洋地黄皂苷对海洋青鳉鱼的致毒作用

近年来,我国沿海鱼毒性藻类赤潮频发,给我国沿海水产养殖造成巨大经济损失。鱼毒性赤潮藻产生的活性氧（ROS）和溶血毒素是导致鱼类死亡的重要因素。本文选取海洋青鳉鱼（Oryzias melastigma）为受试物,分别以过氧化氢和洋地黄皂苷代替活性氧和溶血毒素进行单一毒性实验和联合毒性实验,揭示鱼毒性藻类对鱼类的致毒机理和作用方式。实验表明,60日龄海洋青鳉鱼暴露于洋地黄皂苷溶液0.5 h和1 h的半致死浓度（LC₅₀）分别是3.44 μg/mL和1.25 μg/mL。过氧化氢对海洋青鳉鱼1 h的LC₅₀是144.5 mmol/L。分别以相加指数法、毒性单位法、相似性参数法及混合毒性指数法对联合致毒实验评价,结果显示,过氧化氢与洋地黄皂苷对青鳉鱼的联合致毒作用表现为协同作用。为方便鱼毒性藻类毒性评价,通过洋地黄皂苷对海洋青鳉鱼毒性实验引入鱼单位（Fish Unit,FU）,定义使一条日龄60 d,体重20 mg的海洋青鳉鱼暴露于洋地黄皂苷溶液中0.5 h死亡所需的浓度为1FU,1FU相当于洋地黄皂苷浓度3.44 μg/mL。     

海洋酸化对青鳉鱼(Oryzias melastigma)耳石形态和成分的影响

海洋酸化导致海水中碳酸钙（CaCO₃）的饱和度下降,对海洋钙化生物影响较大。某些鱼类,如海水青鳉鱼（Oryzias melastigma）内耳中具有钙质的耳石,可能对海洋酸化敏感。海洋酸化对幼鱼耳石发育影响已有报道,但成鱼耳石的形态和化学组成是否受到影响的研究较少。本文模拟未来100~300 a的近岸海域可能的酸化水平,研究其对海水青鳉鱼成鱼耳石形态及主要元素成分的影响。研究发现,在高浓度CO₂（980 ppm、2900 ppm和4850 ppm）的酸化水体中养殖青鳉鱼成鱼45 d,青鳉鱼体长和体重与对照组差异不显著,内耳中矢耳石、星耳石和微耳石的形状,包括耳石表面积和圆趋近率,没有受到酸化的影响。然而,随着水体中CO₂浓度升高,矢耳石的重量则呈现下降的趋势,其中2900 ppm和4850 ppm高浓度组矢耳石重量显著低于对照组。在2900 ppm酸化处理组中,左右耳石不对称性趋势明显。而且,酸化处理组中,实验鱼耳石中C元素相对含量显著低于对照组。高浓度CO₂酸化海水对青鳉鱼成鱼的耳石形态和成分的影响,可能干扰其听觉,并对捕食、防御敌害等听觉相关行为造成影响。     

多环芳烃-蒽对米氏凯伦藻和青岛大扁藻种间关系的影响

以青岛大扁藻(Platymonas helgolandica)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hansen)为试验材料,在实验室生态条件下研究了多环芳烃蒽对不同初始数量比的两种海洋微藻种间关系的影响,以期为探讨海洋微藻间的相互作用对赤潮生消的影响研究提供实验依据。结果如下:(1)两株藻种群生长和繁殖受种群初始接种密度的影响。(2)共培养体系中米氏凯伦藻对青岛大扁藻表现为抑制作用,青岛大扁藻对米氏凯伦藻表现为促进作用。(3)蒽对两株藻皆表现为胁迫作用,米氏凯伦藻更为敏感,青岛大扁藻耐受力更强。蒽的胁迫改变了两株藻的种间竞争关系。     

蒽与苯并芘对米氏凯伦藻的单一和联合毒性效应

在实验室条件下研究了多环芳烃(PAHs)蒽(ANT)和苯并芘(BaP)对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hansen)生长量的单一和联合毒性。结果表明:(1)蒽对米氏凯伦藻的生长有显著抑制作用,且随着蒽浓度的升高,抑制作用增强,蒽对米氏凯伦藻的96 h EC50为0.353 mg/L。(2)苯并芘对米氏凯伦藻的生长表现为低促高抑的现象。在较低浓度(0~0.3μg/L)时,苯并芘大大促进了米氏凯伦藻的生长,在较高浓度(0.3μg/L~0.7μg/L)时,则出现了抑制现象,苯并芘对米氏凯伦藻的96 h EC50为0.4736μg/L,因此,海洋水体中苯并芘的含量可以作为预测赤潮的一个参考指标。(3)经回归分析分别求得其EC50后定义0.5×EC50(蒽)+0.5×EC50(苯并芘)=1个毒性单位(TU),按照此比例将二者混合后进行联合毒性试验,蒽与苯并芘表现为拮抗作用。     

鱼类毒理蛋白质组学研究进展:以海洋青鳉鱼和斑马鱼为例

近年来由于水域生态系统污染的日益加剧,外源性化合物对水生生物,特别是鱼类毒性机制的研究引起了人们的重视。海洋青鳉鱼和斑马鱼在培养、生理和基因组信息等方面的优势使它们成为水域生态毒理学研究领域的代表性模式生物。特别是近年来它们在毒理蛋白质组学研究领域中的应用,不仅被用来研究外源性化合物的毒性作用机制,还用于筛选特异蛋白质作为外源性物质的危险性评价生物标志物。本文综述了近年来以海洋青鳉鱼和斑马鱼为模式生物的鱼类毒理蛋白质组学研究进展。     

浒苔对米氏凯伦藻生长的克生作用

研究了浒苔(Ulva prolifera)对赤潮微藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的克生效应。结果表明,浒苔鲜组织对米氏凯伦藻的生长具有强烈的克生效应;一次性添加浒苔培养水过滤液对米氏凯伦藻生长没有显著的抑制作用,而半连续添加对米氏凯伦藻生长具有显著的克生作用;浒苔干粉末和水溶性抽提液对米氏凯伦藻的生长产生显著的抑制作用。实验结果证明抑制米氏凯伦藻生长物质很可能更多地存在于浒苔组织内,向环境中分泌的克生物质较少,因而克生物质的连续分泌是有效克制米氏凯伦藻生长的关键。同时,克生作用存在着明显的浓度效应,当抑制物浓度达到一定阈值才表现明显的克生作用,在阈值之上浓度越高克生作用越强。     

原油对潮间带大弹涂鱼（Boleophthalmus pectinirostris）抗氧化酶活性影响的初步探究

以大弹涂鱼（Boleophthalmus pectinirostris）鳃和肝脏中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和谷胱甘肽硫转移酶（GST）为生物标志物,探究潮间带沉积物不同浓度原油污染48 h后对大弹涂鱼的急性毒性效应。结果显示,随着污染浓度的增加,SOD、GSH-Px和GST活性呈先升高后降低的趋势,表明低浓度污染下大弹涂鱼鳃和肝脏酶活性被激活,高浓度下污染酶活性则受抑制;大弹涂鱼鳃中SOD、CAT、GST酶活性最大诱导倍数均高于肝脏,可见大弹涂鱼鳃对原油更敏感;结合不同组织抗氧化酶活性差异显著性分析发现,大弹涂鱼鳃中SOD 和GST 对原油污染敏感度更高,更适合作为监测海洋原油污染的有效生物标志物。     

pH对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)种群生长、营养吸收及无机碳亲和力的影响

随着海水酸化以及沿海赤潮爆发诱发水体pH的上升,pH对海洋藻类生理生态影响逐渐为人类所关注。本实验以东海常见赤潮藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)为研究对象,研究不同pH对其生理状态的影响。结果显示,pH对米氏凯伦藻的生长、营养吸收、叶绿素、光合速率以及对无机碳的亲和力存在显著影响。当pH=6.2时,米氏凯伦藻的生长受到抑制,细胞生长速率,营养盐吸收率,最大光合速率以及对无机碳的亲和力都最低;当 pH=8.2时,细胞的生长最快,对营养盐的吸收也最快而且最大光合速率达到最高; pH=7.2和9.2时,藻细胞能维持较高的生长,且对无机碳的亲和力高于pH=8.2实验组。总而言之,过高或过低的pH胁迫会引起米氏凯伦藻生理状态的不良变化,尤其当pH过低时米氏凯伦藻生理状态受到严重影响。     

磷石膏浸出液对斑马鱼的急性毒性及氧化应激损伤

以斑马鱼（Danio rerio）为受试鱼种,研究了磷石膏浸出液对水生生物的急性毒性及亚致死浓度下对斑马鱼肝脏、肌肉和鳃中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和丙二醛（MDA）的影响,以及96 h后肝脏和鳃组织病理变化.结果表明,磷石膏浸出液中总磷、氟化物和Cd、Cr、Pb、Hg浓度超出地表水V类水标准,其对斑马鱼的毒性较强,96 h半数致死浓度（LC₅₀）为6.5%（体积分数）.慢性毒性实验显示,随暴露时间延长,各组织内3种抗氧化酶活性变化趋势不完全一致,但高浓度（0.65%和3.25%）暴露后期（72 h和96 h）几乎均受到显著抑制,其中,SOD对浸出液的敏感性最高;MDA含量变化规律较为一致,随浸出液浓度增加而升高,肝脏、肌肉和鳃中MDA最高含量均出现在72 h,分别是空白对照组的1.8、1.6和2.1倍,至96 h时略有降低,但仍显著高于对照组.各浓度组暴露96 h后,肝细胞窦间隙扩大,肝巨噬细胞增多,细胞核固缩,部分细胞质空泡化,组织水肿;鳃组织出现上皮细胞增生、脱落,鳃丝充血,鳃小片弯曲变形等现象.综上,未加处理的磷石膏浸出液已超出斑马鱼耐受极限,任其排入环境具有潜在的生态风险.     

Effect of sub-acute exposure to TiO2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in Juvenile Carp （Cyprinus carpio）

Increasing application of nanotechnology highlights the need to clarify and understand nanotoxicity. Mammalian and in vitro studies have raised concerns about the toxicity of titanium dioxide nanoparticles (TiO₂-NPs), but there are limited data on ecotoxicity to aquatic organisms. In this work, the sub-acute toxicity of TiO₂-NPs to carp (Cyprinus carpio) was assessed. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) activities and lipid peroxidation (LPO) levels in liver, gill and brain tissues of carps varied with concentration of TiO₂-NPs suspensions and exposure time (up to 8 d). As a result, 100 and 200 mg/L TiO₂-NPs caused statistically significant decrease in SOD, CAT and POD activities and significant increase in LPO levels in tissues (P < 0.05), suggesting that the fish exposed to these two concentrations of TiO₂-NPs suffered from the oxidative stress. The extent of depletion of antioxidant enzymes activities and the elevation of LPO in the liver was the greatest, indicating that the liver might be the most susceptible organ to TiO₂-NPs exposure. In addition, carps had gill pathologies including edema and thickening of gill lamellae as well as gill filaments, and liver pathologies including necrotic and apoptosis hepatocytes after exposed to 100 and 200 mg/L TiO₂-NPs for 20 d. These results indicated a potential risk from TiO₂-NPs released into the aqueous environment.     

燃料油水溶液对牙鲆幼鱼的细胞毒性及DNA损伤

海洋溢油污染是当前世界各国普遍关注的环境问题之一,本实验以牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼为受试生物,研究了低剂量燃料油水溶液暴露对牙鲆幼鱼肝脏和鳃组织中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、谷胱甘肽转硫酶(Glutathione S-transferase,GST)活性和脂质过氧化(Lipid peroxidation,LPO)水平、血细胞溶酶体膜稳定性的影响以及产生的DNA损伤。结果表明:(1)抗氧化酶活性及脂质过氧化水平对燃料油胁迫的响应存在明显的组织差异,且同一种酶活性在不同的时间对燃料油污染的响应也不同;(2)溶酶体膜稳定性随着燃料油浓度增大与实验时间的延长而降低(P0.05),解除污染后低浓度组(0.001 mg/L)恢复至对照组水平(P0.05),中(0.010 mg/L)、高(0.100 mg/L)浓度组则不能恢复至对照组水平(P0.05);(3)燃料油暴露可使牙鲆血细胞DNA受到明显损伤,染毒第15 d,低浓度组组与中浓度组血细胞DNA损伤为中度损伤,高浓度组为重度损伤,解除污染6 d后,低浓度组与中浓度组组恢复至轻度损伤,高浓度组恢复至中度损伤。因此,燃料油污染会对牙鲆造成脂质过氧化损伤,影响血细胞溶酶体膜的稳定性,最终对生物产生遗传损伤。     

Effect of sub-acute exposure to TiO2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in Juvenile Carp (Cyprinus carpio)

Increasing application of nanotechnology highlights the need to clarify and understand nanotoxicity. Mammalian and in vitro studies have raised concerns about the toxicity of titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs), but there are limited data on ecotoxicity to aquatic organisms. In this work, the sub-acute toxicity of TiO2-NPs to carp (Cyprinus carpio) was assessed. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) activities and lipid peroxidation (LPO) levels in liver, gill and brain tissues of carps varied with concentration of TiO2-NPs suspensions and exposure time (up to 8 d). As a result, 100 and 200 mg/L TiO2-NPs caused statistically significant decrease in SOD, CAT and POD activities and significant increase in LPO levels in tissues (P < 0.05), suggesting that the fish exposed to these two concentrations of TiO2-NPs su ered from the oxidative stress. The extent of depletion of antioxidant enzymes activities and the elevation of LPO in the liver was the greatest, indicating that the liver might be the most susceptible organ to TiO2-NPs exposure. In addition, carps had gill pathologies including edema and thickening of gill lamellae as well as gill filaments, and liver pathologies including necrotic and apoptosis hepatocytes after exposed to 100 and 200 mg/L TiO2-NPs for 20 d. These results indicated a potential risk from TiO2-NPs released into the aqueous environment.     

重金属镉胁迫对尼罗罗非鱼抗氧化酶系统的影响

为评估重金属镉（Cd2+）对鱼类抗氧化酶活性的影响,本文采用静水生物测试的方法,将尼罗罗非鱼暴露于不同浓度水平（0、0.5、1.5、3.0和6.0mg/L）的Cd2+溶液中,21d后测定尼罗罗非鱼肌肉、肝脏、肾脏、脾脏和鳃5种组织中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的活性和谷胱甘肽（GSH）的含量。结果表明:重金属镉对尼罗罗非鱼抗氧化酶活性产生影响。尼罗罗非鱼肝脏组织的SOD、CAT活性和GSH含量显著高于其他4种组织,具有组织特异性。肝脏组织的SOD、CAT活性和GSH含量随着镉浓度的升高呈下降趋势,高浓度组（3.0mg/L）和极高浓度组（6.0mg/L）尼罗罗非鱼肝脏组织的SOD活性显著低于对照组（P<0.05）。肝脏组织中SOD、CAT活性和暴露水体中镉的浓度水平呈现明显的剂量-效应关系。与对照组相比,暴露组尼罗罗非鱼肾脏组织中SOD、CAT活性及GSH含量均处于诱导状态;对于鳃组织而言,SOD、CAT活性呈现低浓度（0.5mg/L）时被诱导,高浓度时被抑制。不同暴露组尼罗罗非鱼肌肉和脾脏组织中SOD、CAT活性与对照组没有显著性差异（P>0.05）。     

CuSO4对松江鲈肾细胞系的毒性效应

本文研究了不同浓度的CuSO₄对55-65代松江鲈肾细胞系的毒性效应。采用MTT法测得CuSO₄ 24 h LC₅₀为154.34 μmol/L。酶活力测定的结果显示:超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的活性在CuSO₄浓度为0~300 μmol/L时,随浓度的升高逐渐升高,在300 μmol/L时达到最大值;谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性在CuSO₄浓度为100 μmol/L时达到最大值,随后随着CuSO₄浓度的降低逐渐降低。微核率随CuSO₄浓度增加而增加,最高达14.33‰,彗星实验发现在半致死浓度条件下松江鲈肾细胞拖尾率为54.00%、迁移长度18.41±2.94 μm,与对照组差异显著（p ＜0.05）。认为CuSO₄会引起细胞氧化酶活性的改变以及细胞核DNA损伤。松江鲈肾细胞系可以作为Cu2+污染的监测指标。     

有机改性层状双金属氢氧化物与甲基橙联合暴露对小球藻的毒性影响

为探究有机改性层状双金属氢氧化物(O-LDH)与甲基橙(MO)联合暴露对微藻的毒性影响,选取小球藻(Chlorella vulgaris)作为受试藻种,考察O-LDH、MO单一及联合暴露对小球藻的生长抑制率、叶绿素含量、细胞结构等指标的影响,并通过测定溶液剩余MO浓度和藻细胞表面电位,探究O-LDH、MO与小球藻的吸附作用及毒性机制。结果表明：1)O-LDH、MO对小球藻96 h生长抑制率拟合均符合Logistic模型(R²>0.99),EC_50-96h值分别为122.18,26.73 mg/L,MO对小球藻的抑制作用大于O-LDH;2)O-LDH对小球藻的毒性机制包括纳米片层聚集在微藻细胞表面所产生的阴影效应以及纳米片层割裂细胞结构所造成的氧化损伤;3)在低O-LDH浓度范围(0～50 mg/L),溶液中O-LDH被微藻细胞强烈吸附,阻碍微藻光合作用并割伤微藻细胞结构,对微藻产生阴影效应和氧化损伤,导致O-LDH和MO对小球藻的联合毒性增强;在高O-LDH浓度范围(50～500 mg/L),溶液中O-LDH、O-LDH吸附MO后产物共...