氰戊菊酯和氯化镉暴露下日本青鳉的行为反应差异

以天然河流中的日本青鳉(Oryzias latipes)行为变化规律为基础,采用水质安全在线生物预警系统(BEWs-1.1)对氰戊菊酯和氯化镉暴露下日本青鳉的行为反应进行了探讨.结果表明:1)在源水中,日本青鳉行为反应具有明显规律性,并表现出生物钟现象;2)氰戊菊酯和氯化镉连续暴露和间断暴露中,日本青鳉行为反应与污染物浓度和暴露时间均直接相关,并表现出相似的行为变化规律性,行为变化均符合生物行为的环境胁迫阈模型;3)高浓度(10mg·L-1)氯化镉间断暴露下的日本青鳉行为强度变化与低浓度(2mg·L-1)连续暴露下的行为强度变化差别不明显,而高浓度(10mg·L-1)氰戊菊酯间断暴露下的日本青鳉行为强度变化与低浓度(2mg·L-1)连续暴露时具有明显差异,高浓度暴露时产生了明显的行为毒性效应;4)器官损伤性污染物(如镉)引起的行为毒性效应在重新加入源水后可以得到部分恢复,而神经损伤性污染物(如氰戊菊酯)不可恢复,污染物不同的作用机理会影响水生生物的行为反应.     

水环境中重金属铜暴露下青鳉鱼的行为响应

采用生物行为传感器监测青鳉鱼在重金属铜暴露下的行为数据,分析不同暴露浓度(20、10、5、1和0.1 TU)下青鳉鱼的行为响应。20、10、5、1和0.1 TU的暴露浓度下青鳉鱼对重金属污染的行为反应模式符合环境胁迫阈值模型,且不同浓度梯度重金属对青鳉鱼产生不同的行为毒性效应。利用重金属作用下青鳉鱼的行为变化来研究重金属环境胁迫导致的生物行为响应机制,从而得到重金属暴露下生物行为的实时变化过程和趋势,可对水环境生态系统质量进行综合评价。     

水环境中重金属铜暴露下青鳉鱼的行为响应

本研究采用生物行为传感器监测青鳉鱼重金属铜暴露下的行为数据，分析不同暴露浓度(20、10、5、1和0.1 TU)下青鳉鱼的行为响应。20、10、5、1和0.1 TU的暴露浓度下青鳉鱼对重金属污染的行为反应模式符合环境胁迫阈值模型，且不同浓度梯度重金属对青鳉鱼产生不同的行为毒性效应。通过本研究，利用重金属作用下青鳉鱼的行为变化来研究重金属环境胁迫导致的生物行为响应机制，从而得到重金属暴露下生物行为的实时变化过程和趋势，可对水环境生态系统质量进行综合评价。     

氯化镉、灭多威和硝基苯对日本青鳉(Oryzias latipes) 行为抑制的生物应急监测

研究了氯化镉、灭多威和硝基苯对孵化以后7d左右日本青鳉(Oryzias latipes)行为毒性。结果表明,在不同污染物中,随暴露浓度的增加,第1尾日本青鳉产生行为抑制的时间逐渐缩短,并且半数行为抑制时间(time ofhalf behavior inhibition,THBI,Y)随暴露浓度(X)呈现幂指数关系Y=aXb,其中20相似文献   

高锰酸钾及氯化锰对日本青鳉的急、慢性毒性(Toxic Effects of Potassium Permanganate and Manganese Chloride on the Early Life Stage of Japanese Medaka（Oryzias latipes）)

饮用水生产中投加高锰酸钾可能引起高锰酸钾及其副产物二价锰的毒性效应.利用日本青鳉的胚胎-幼鱼发育阶段评价了以高锰酸钾为预氧化剂的饮用水生产工艺安全性.结果表明,高锰酸钾对日本青鳉的LC50-96h为1.48mg·L-1.慢性暴露中,对孵化时间影响的最低可观察效应浓度(LOEC30d)为0.1mg·L-1;暴露于0.4mg·L-1的高锰酸钾对30d后日本青鳉的体长、体重、累计死亡率均有显著影响,但对孵化率率无显著影响.氯化锰(Mn2+)对日本青鳉的LC50-96h为550mg·L-1,对体重影响的LOEC30d为3.2mg·L-1.当高锰酸钾的使用浓度在0.5～1.5mg·L-1之间,其在滤后水中的高锰酸钾残余浓度低于检出限,而降解中间体产物Mn2+浓度小于0.5mg·L-1,均低于本文报道的LOECs数值.     

铜在日本青鳉体内的累积特征及其对肝脏组织结构的影响

为了解水体铜(Cu(Ⅱ))在日本青鳉(Oryzias latipes)脑、鳃、肝脏、性腺和肌肉组织中的累积特征,以及Cu(Ⅱ)对肝脏组织结构的影响,本文采用生态学单因子梯度实验,进行20 d的日本青鳉毒性暴露试验。结果显示,日本青鳉各个组织对Cu(Ⅱ)的累积量随着浓度的升高而增多,但不同组织对Cu(Ⅱ)的累积量有较大的差异,铜累积量由大到小依次为:肝脏脑鳃性腺肌肉。铜暴露后的日本青鳉肝细胞出现肿大、大小不一、排列混乱,静脉扩张淤血,部分肝细胞固缩和坏疽等现象。肝脏是日本青鳉蓄积铜的主要器官之一,实验发现高浓度的Cu(Ⅱ)对肝脏组织结构造成了明显的损伤,进而严重影响日本青鳉的存活率。     

镉胁迫下黑点青鳉(Oryzias melastigma)肝脏金属硫蛋白mRNA性别差异性表达研究

鱼类金属硫蛋白(metallothionein,MT)mRNA作为生物标志物已越来越多地应用到水环境重金属污染的监测中,然而重金属胁迫下鱼类MT mRNA表达是否具有性别差异性特征目前尚无相关报道。以海洋模式鱼类—黑点青鳉(Oryzias melastigma)为实验鱼类,首次克隆了其MT基因全长c DNA序列,分析了黑点青鳉MT基因和氨基酸序列特征,然后进一步研究了水体中镉暴露后雌、雄性黑点青鳉肝脏中MT mRNA表达的差异性。结果显示,黑点青鳉MT基因c DNA全长为385 bp,编码60个氨基酸,预测编码的多肽分子量为5 990 Da,含有脊椎动物MT基因特征性序列结构cys-x-cys、cys-x-x-cys和cys-x-cys-cys。镉胁迫下雌、雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA表达结果显示,在0.8,4.0和8.0μg·L-1环境浓度的镉暴露1~7 d条件下,与对照组相比,雄性黑点青鳉在所有的不同暴露浓度和不同暴露时间的实验组中肝脏MT mRNA几乎均被显著性诱导表达;而雌性黑点青鳉只在较高暴露浓度和较长暴露时间的实验组中才被显著性诱导表达,并且MT mRNA的表达水平比雄性低得多。上述研究结果表明,在相同的镉胁迫条件下,雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA的表达比雌性更敏感;以黑点青鳉MT mRNA作为生物标志物监测海洋环境重金属污染生物效应状况时,应选择更敏感的雄性黑点青鳉作为监测鱼类。利用生物标志物监测水环境污染物生物效应时,监测动物的性别差异是一个应当考虑的重要因素。     

青鳉鱼的行为特征提取研究

采用生物行为传感器获取青鳉鱼的行为数据时,青鳉鱼个体差异会导致采集到的原始电信号在时空特性下完全不同。重要的行为特征往往被隐藏在原始信号中,传统的信号处理方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,观察并记录了暴露实验前后青鳉鱼的行为变化,提出了一种可以高效表征行为特征的直方图统计算法。实验结果表明,该方法能够准确对应人眼观测到的暴露实验前后鱼的行为变化趋势,同时也为后续异常行为识别提供一定的支持和参考。     

Cu2+和Cd2+对日本青鳉（Oryzias latipes）早期发育阶段的急性毒性效应研究

为探究并比较淡水鱼种日本青鳉早期发育阶段对Cu2和Cd2等重金属胁迫的响应,在实验室通过半静态方式,对日本青鳉受精卵和仔稚鱼分别进行了48 h和96 h急性毒性实验.结果表明:Cu2对日本青鳉胚胎24、48 h-LC50分别为8.164 mg·L-1和6.965 mg·L-1;Cd2+对日本青鳝胚胎24、48 h-LC50分别为63.084 mg· L-1和53.093 mg ·L-1;较低浓度组Cu2+(≤1.97 mg ·L-1)时日本青鳉胚胎的发育速率快于对照组,而较高浓度组(≥3.87 mg·L-1)胚胎的发育速率则慢于对照组;与Cu2略有不同,无论浓度高低Cd2对胚胎的孵化速率均产生抑制作用;Cu2+和Cd2质量浓度分别高于1.97 mg·Lq和19.68 mg· L-1时,两种重金属离子均显著降低胚胎的孵化率(P＜0.05).Cu2对日本青鳉初孵仔鱼24、48、72和96 h-LC50分别为5361 mg·L-1、2.844 mg·L-1、2.020 mg·L-1和1352 mg·L-1;Cd2+对日本青鳉初孵仔鱼24、48、72和96 h-LC50分别为15.907 mg·L-1、10550 mg·L-1、7.986 mg· L-1和6346 mg·L-1;Cu2+对日本青鳉稚鱼24、48、72和96 h-LC50分别为5.732 mg·L-1、4.037 mg· L-1、2A98 mg·L-1和1.955 mg·L-1;Cd2+对日本青鳉稚鱼的24、48、72和96 h-LC50分别为16A19 mg·L、11.745 mg· L-1、8516 mg·L-1和6.776 mg· L-1.与其它淡水水生生物相比,日本青鳉仔稚鱼对铜和镉离子较为敏感.     

基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

Growth inhibition in Japanese medaka (Oryzias latipes) fish exposed to tetrachloroethylene

A recent study in our laboratory has demonstrated that tetrachloroethylene (TCE) is acutely toxic to Japanese medaka (Oryzias latipes) larvae with a 96 hr-LC50 of 18 (17-19) mg/mL (Spencer et al., 2002). In the present study we hypothesize that TCE exposure induces a developmental effect in Japanese medaka. Growth and age specific sensitivity of Japanese medaka larvae were studied with four age groups (7, 14, 21 and 28 days old) to determine tetrachloroethylene effects on these parameters. The medaka larvae were exposed for 96 hours in a single concentration (10 mg/mL) of TCE. The toxic endpoints evaluated were larvae weight, length, water content and protein concentration. The study revealed that exposure of medaka larvae to this sub-acute concentration of TCE significantly reduced length and weight in the treated group. The difference in growth between control and treated groups was more obvious in age versus length, than in age versus weight. The dry weight-fresh weight ratio (dw/fw) was shown to be higher in the control group. Water content in TCE-treated medaka was higher than in the control group, and younger fry had more water content than older ones. A higher protein concentration was also observed in TCE-treated medaka compared to the control group. These results indicate that TCE has a profound effect on the growth and development of Japanese medaka larvae.     

氯化镉和敌敌畏突发胁迫下斑马鱼的行为差异

采用计算机摄像跟踪技术,以正常水体中斑马鱼的行为变化为基础,比较突发性氯化镉和敌敌畏污染胁迫下斑马鱼的个体行为(游动速度、深度、转弯次数和加速度)和鱼群行为(平均距离和分散度)的变化规律.研究结果表明:斑马鱼在两种污染物突发性胁迫下,行为反应快速且敏感,游动行为响应与污染物种类和暴露时间直接相关;两种不同类型的污染胁迫...     

一种计量青鳉鱼胸鳍和尾鳍摆动频率和幅值的计算机视觉算法

青鳉鱼在饮用水安全领域具有很高的应用价值,其鱼鳍的活动状态可以反映水质的污染状况。但由于技术条件的限制,传统的方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,提出了一种可以高效识别并测量青鳉鱼胸、尾鳍摆动频率和幅值的计算机视觉算法。其中,为了快速地提取到这2个细节,自动阈值分割、帧差法、背景差分法、重心法、图像卷积和骨架细化等耗时极短的图像处理方法被应用到这项研究当中。初步试验显示这种算法在应用过程中是高效而可行的。它可以被广泛地应用到水环境监测领域,如研究有毒物质对青鳉鱼行为特性的影响和评估水环境的危险程度。     

有机硅提高除草剂在紫茎泽兰叶片上润湿性能的研究

市售的氨氯吡啶酸与甲嘧磺隆制剂用四川省西昌市当地自来水稀释1250、2500、5000、10000和625、1250、2500、5000倍后,得到的药液的表面张力大于紫茎泽兰的临界表面张力,药液滴与紫茎泽兰叶片的接触角在接触4min后仍为50°～70°。虽然氨氯吡啶酸和甲嘧磺隆对紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）防除效果较好,可喷药后药剂不容易被植物持留,造成巨大浪费和当地的环境污染。从农药应用角度来看,这两种农药制剂中表面活性剂存在不合理性。笔者通过添加有机硅表面活性剂,探索合理的有机硅添加浓度,减小氨氯吡啶酸、甲嘧磺隆与紫茎泽兰叶片的接触角,改善该药剂对紫茎泽兰叶片润湿性,提高其利用率,减少损失,避免环境污染。文章测定了有机硅临界胶束浓度、紫茎泽兰临界表面张力及添加不同浓度有机硅药液的表面张力,得到有机硅质量分数大于等于0．05％（有机硅临界胶束浓度）,药液即可以在叶面铺展的结论。通过有机硅添加量与药液铺展速率的关系的测定,得到结论：有机硅添加质量浓度达到0．05％时,添加浓度越大,铺展速率越大。     

Developmental arrest in Japanese medaka (Oryzias latipes) embryos exposed to sublethal concentrations of atrazine and arsenic trioxide

Embryos of the Japanese medaka (Oryzias latipes) were exposed to serial concentrations of atrazine (0, 25, 50, and 100 ppm) and arsenic trioxide (0, 0.025, 0.05, 0.1 ppm) until hatching. Stasis of circulation, blood islands, titanic convulsions, tube heart and mortality were observed in atrazine-treated embryos. Each endpoint exhibited a concentration-response relationship. Only 4% of the embryos hatched in the 25 ppm, and none in the 50 and 100 ppm, probably due to cell death attributed to the embryos' inability to break from the chorion. With arsenic exposure, hatching was inversely correlated to chemical concentration: 86%, 75% and 54% for 0.025, 0.05 and 0.1 ppm, respectively. Hatching periods were also reduced from 7-13 days in controls to 7-11 days in arsenic-treated embryos. This observation was more pronounced with the 0.05 ppm concentration, showing a reduction of about 4 days. Despite this shortage in hatching time, there were no observable morphological abnormalities, as seen with atrazine. The ecological significance of these findings and implications for the development of sublethal toxicity tests using Japanese medaka embryos are important.