啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集特性及其对SDH和复合物Ⅱ活性的抑制

为进一步探索啶酰菌胺对水生生物的毒性,选择斑马鱼为供试生物,采用半静态法,研究了啶酰菌胺在斑马鱼体内的富集与消除规律及对其肝脏和鳃的毒性作用。结果表明,斑马鱼暴露于0.08、0.32 mg·L~(-1)中,14 d后均达到富集平衡,28 d生物富集系数(BCF_(28 d))分别为35.50和36.72。在0.16、0.32 mg·L~(-1)浓度下,斑马鱼的比肝重(HSI)和比鳃重(BSI)均明显高于对照组,而肝脏和鳃中琥珀酸脱氢酶(SDH)和线粒体呼吸链复合物II活性均明显低于对照组,浓度低于0.08 mg·L~(-1)时,对斑马鱼无明显影响。由此可知,啶酰菌胺对斑马鱼为中等富集性,并对其肝脏和鳃有一定毒性作用。     

氟啶虫酰胺慢性暴露对斑马鱼神经行为影响研究

氟啶虫酰胺是一种高选择性杀虫剂,对蚜虫等刺吸式口器害虫具有很好的神经毒性和快速拒食活性,是目前唯一被报道的作用于内向整流钾离子通道的杀虫剂。为了更科学、合理地使用氟啶虫酰胺,开展氟啶虫酰胺对环境非靶标生物毒性及其机制研究具有重要意义。本研究以斑马鱼（Danio rerio）为研究对象,研究环境相关浓度氟啶虫酰胺慢性暴露21 d对斑马鱼的神经行为毒性。结果表明,氟啶虫酰胺浓度为1、10和100 μg·L^-1时,氟啶虫酰胺慢性暴露对被试斑马鱼成鱼焦虑样行为以及学习、记忆行为造成一定影响;被试斑马鱼多巴胺和皮质醇的含量有一定的增高趋势,但与对照组相比无显著差异（P>0.05）;与神经行为相关基因线粒体外膜蛋白2（mitoguardin 2,miga2）和黄嘌呤脱氢酶（xanthine dehydrogenase,xdh）的表达水平发生显著改变（P<0.05）;而腺苷脱氨酶（adenosine deaminase,ada）、干扰素调节因子1（interferon regulatory factor 1,irf1）和线粒体融合蛋白2（mitofusin 2,mfn2）3个基因的表达量无显著性影响（P>0.05）。因此,斑马鱼成鱼暴露于1、10和100 μg·L^-1的氟啶虫酰胺21 d后,其行为出现异常,线粒体和免疫功能受到影响。本研究对氟啶虫酰胺对水生生物毒性风险预警具有重要的参考价值。     

咪鲜胺和多菌灵对斑马鱼联合毒性效应

水生生物经常暴露于多种化合物中,多种农药联合会产生不同的毒性作用。在目前农药管理中,仅要求开展单剂的毒性评价,没有考虑到多种混合物对水生生物的联合毒性。咪鲜胺和多菌灵是农业生产中常混用的2种农药,为评价其联合毒性,以斑马鱼为受试生物,采用静态法和实时荧光定量PCR方法,测定了其单剂及混剂对斑马鱼胚胎的急性毒性和对斑马鱼幼鱼甲状腺轴关键基因的影响。急性毒性试验结果显示：咪鲜胺和多菌灵对斑马鱼胚胎96 h-LC₅₀值分别为8.41 mg·L^-1和0.81 mg·L^-1,表现为中毒和高毒。二元组合时,在24~96 h暴露时间内,对斑马鱼胚胎的急性毒性均表现为拮抗效应。基因表达结果显示：咪鲜胺抑制斑马鱼幼鱼促甲状腺激素释放激素(CRH)、促甲状腺激素(TSH)、甲状腺激素受体(TRα)、脱碘酶(D1、D2)基因的表达,对甲状腺激素转运蛋白(TTR)基因的表达没有显著影响;多菌灵抑制CRH、TSH、D1和D2基因的表达;暴露于二元组合时,低、中剂量组抑制CRH、TSH、D1和D2基因表达;二元组合与单剂相比,高剂量组促进TSH、D1和D2基因的表达,中剂量组促进TRα基因的表达。综上所述,咪鲜胺和多菌灵联合暴露能够干扰斑马鱼幼鱼早期发育,且与单剂相比,对斑马鱼甲状腺轴上基因干扰效应存在差异。因此,在农药风险评估中,应充分考虑农药联合暴露的效应。     

城市污水对斑马鱼胚胎的影响

采用静态法,在实验室控制条件下,观察处理前后的城市污水对斑马鱼胚胎的毒性效应,并探讨其对斑马鱼胚胎可能的毒性机理。结果表明,兰州市安宁区M污水处理厂处理前的污水、处理后接触池出水和接触池出水入黄河排污口水对胚胎均有较高的毒性,其72 h EC50在21.384%～108.492%之间;对处理胚胎孵化成的仔鱼毒性也很明显。上述几种污水均降低斑马鱼胚胎的孵化率,增加胚胎及其孵化仔鱼的畸形。     

氰氟虫腙干扰斑马鱼(Danio rerio)鱼鳔的发育

氰氟虫腙(metaflumizone)是一种钠离子通道阻断类杀虫剂,目前已被广泛应用于作物保护和病虫害防治。已有研究报道氰氟虫腙对水生生物的发育具有一定的影响,然而关于氰氟虫腙对水生生物尤其是鱼类发育的毒性效应和潜在的分子机制仍知之甚少。在本研究中,斑马鱼胚胎暴露于0.1、1和10μmol·L^-1氰氟虫腙,记录了氰氟虫腙暴露后斑马鱼胚胎的存活率、孵化率和畸形率,并通过病理学切片染色分析了幼鱼鱼鳔的形态变化,同时采用胚胎整体原位杂交技术比较了氰氟虫腙处理组和对照组之间鱼鳔发育关键基因的转录水平变化情况。结果表明,氰氟虫腙处理后会引起斑马鱼胚胎孵化延迟和幼鱼鱼鳔充气障碍,同时在氰氟虫腙处理后鱼鳔发育的关键基因(pbx1a、hprt1l和elovl1a)的表达水平显著降低。这些结果表明氰氟虫腙能明显抑制斑马鱼鱼鳔的发育,暗示鱼鳔可能是氰氟虫腙毒性作用的潜在靶器官,这些结果将为氰氟虫腙的生态风险评估提供参考信息。     

不同粒径矿化垃圾对大麦生长发育和斑马鱼胚胎毒性效应研究

将太原东山新沟垃圾填埋场矿化垃圾筛分为900~300μm、300~150μm、150~105μm、105~90μm和90~0μm共5个不同粒径范围,制备浸出液。在分析不同粒径矿化垃圾浸出液的理化指标基础上,研究了矿化垃圾浸出液对大麦和斑马鱼胚胎生长发育的影响。结果显示,矿化垃圾浸出液p H值随粒径的减小而减小,电导率、CODCr、全盐量和总氮则随粒径的减小而增大。矿化垃圾浸出液对大麦的萌发、根长和芽长均表现出抑制作用,且抑制作用随粒径的减小而显著增加,90~0μm抑制作用最强,具体表现为染毒1 d、2 d和3 d后,大麦种子处理组萌发率为对照组的39.74%、56.38%和59.81%;染毒3 d、5 d和7 d后,根长分别为对照组的57.08%、48.33%和41.66%;芽长分别为对照组的66.60%、64.79%和61.65%。斑马鱼胚胎暴露于不同粒径的矿化垃圾浸出液中,胚胎生长发育的毒害作用与粒径大小呈现明显负相关关系,即在最小粒径90~0μm处理后,卵凝结、血循环异常、孵化率、心包水肿及脊柱畸形影响作用达到最大,这5个指标值分别为40.28%、50.00%、51.39%、31.94%和29.17%。以上研究表明,矿化垃圾浸出液对大麦和斑马鱼胚胎生长发育的毒性效应与矿化垃圾粒径分布显著相关,小粒径矿化垃圾(90~0μm)的生态毒性效应最大。     

污染场地河道底泥浸出液对斑马鱼胚胎的毒性效应

为了评价某污染场地河道底泥对水生生物的毒性效应及其潜在生态风险,以斑马鱼(Brachydanio rerio)为受试生物,进行了河道底泥浸出液对斑马鱼胚胎的发育毒性实验。结果表明,5种底泥浸出液(A1、A2、A3、A4、A5)对斑马鱼胚胎的发育均有毒性效应,浸出液对斑马鱼胚胎的死亡率存在一定的剂量-效应关系,随着浸出液体积分数的增加,死亡率显著上升。浸出液对胚胎孵化抑制作用明显,随着浸出液体积分数的增加,孵化率显著下降。且能引起斑马鱼胚胎多种中毒症状,如水肿,鱼体弯曲,发育不全等异常现象,表明该段河道底泥存在潜在的生态风险。因此,在后期的污染场地河道整治中,需对河道底泥进行挖掘清理和无害化处理。     

环境雌激素o,p′-DDT和抗雌激素氟维司群对斑马鱼胚胎的复合效应

为探究雌激素与抗雌激素的复合效应,将斑马鱼(Danio rerio)的胚胎暴露于o,p′-DDT和氟维司群2种典型的环境内分泌干扰物中,考察胚胎孵化率、孵化时间和总畸形率,并用实时荧光定量PCR技术检测Vtg1、Vtg2和ERα等雌激素效应相关基因的mRNA转录水平.结果显示,与单一化合物的暴露相比,o,p′-DDT和氟维司群的二元混合物暴露对斑马鱼的发育毒性增强.在诱导Vtg1和ERα基因的mRNA表达水平上调方面,氟维司群对o,p′-DDT的诱导效应表现出拮抗作用,而当50或250 μg· L-1氟维司群与100 μg·L-1 o,p′-DDT共存时,对Vtg2有明显的诱导效应.研究表明,     

福美双对斑马鱼胚胎III型脱碘酶基因表达的影响

福美双是一种二硫代甲氨基甲酸盐类农药,在我国应用较为广泛,但其残留毒性引起广泛重视。试验采用斑马鱼胚胎作为动物模型,探讨了福美双对斑马鱼胚胎的毒性。结果表明福美双导致斑马鱼胚胎孵化率下降,在受精后72 h(72 hpf),对照组的孵化率是100%,1×10-7mol·L-1福美双染毒组的孵化率降至46%,而1×10-6mol·L-1福美双染毒致使孵化率降到0%。III型脱碘酶与斑马鱼的发育和变态息息相关,以上2种浓度的福美双在24 hpf分别增高了III型脱碘酶基因的表达6.71和14.84倍,结果表明福美双具有一定的内分泌搅乱作用,也表明斑马鱼胚胎作为农药安全评价模型的理论可行性。     

对硝基酚对大型蚤和斑马鱼胚胎的毒性

采用静态生物毒性试验方法,研究了对硝基酚对大型蚤的急性毒性和斑马鱼胚胎发育影响.结果表明,大型蚤幼蚤接触不同浓度的对硝基酚后,活动会受到不同程度的抑制,甚至死亡,48hEC50值为2.55mg·L-1.对硝基酚对斑马鱼胚胎有蓄积致毒作用,最敏感性指标为83h未孵化、83h卵凝结;实验还发现对硝基酚具有低浓度促进斑马鱼胚胎发育和孵化,高浓度抑制发育并延缓孵化的作用.对硝基酚对大型蚤的毒性与对斑马鱼胚胎的发育影响相比,大型蚤对对硝基酚反应更为敏感.     

节球藻毒素对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

研究了节球藻毒素对斑马鱼(Danio rerio)胚胎的急性毒性效应。采用水浴染毒法,将受精后2h的斑马鱼卵分别暴露于含有0、50、100、200、400、800、1600及3200μg·L-1节球藻毒素的试液中,显微观察不同浓度节球藻毒素对斑马鱼受精卵及其胚胎发育过程的影响,并通过累计孵化率、死亡率、发育畸形率的比较,评价节球藻毒素对斑马鱼胚胎的发育毒性。结果显示:随着节球藻毒素浓度的增加,斑马鱼胚胎的孵化率降低、死亡率和畸形率增加。与对照组比较,浓度≥1600μg·L-1的实验组胚胎发育明显迟缓。浓度≥400μg·L-1时,胚胎孵化率显著降低,72hpf的孵化率由对照组的87%降低到高浓度组(3200μg·L-1)的7%。浓度≥800μg·L-1时,斑马鱼的死亡率、畸形率明显升高;144hpf的死亡率由对照组的7%增加到73%;144hpf的畸形率由对照组的0%增加到93%,畸形主要表现为脊柱弯曲,心包囊肿,尾畸弯曲等。节球藻毒素暴露48hpf对斑马鱼半致死浓度LC50为2572.76μg·L-1,暴露144hpf时为1056.33μg·L-1。节球藻毒素对斑马鱼早期生命发育阶段有一定的抑制效应,高浓度亦会导致死亡。     

六种表面活性剂对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为评价六种常见农药表面活性剂对水生生物的风险,采用斑马鱼胚胎发育技术,研究其对斑马鱼胚胎的致死效应和致畸效应.结果表明,NP-10、OP-10、农乳700、农乳602、农乳1602、宁乳33对斑马鱼胚胎的致死中浓度分别为16.44、21.13、55.86、8446、109.90、120.08 mg·L-1,其中NP-10对斑马鱼胚胎急性毒性最大,宁乳33毒性最低;随着染毒剂量的增加,斑马鱼胚胎孵化率逐渐降低,致畸率逐渐提高,六种表面活性剂显示出相似的趋势,处理浓度与胚胎孵化率(致畸率)之间存在剂量-效应关系;NP-10、OP-10、农乳700处理组均诱导斑马鱼胚胎出现躯干侧翻、游囊关闭、躯干弯曲症状;农乳602、农乳1602、宁乳33处理组出现躯干侧翻、游囊关闭症状.     

6种表面活性剂对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为评价六种常见农药表面活性剂对水生生物的风险,采用斑马鱼胚胎发育技术,研究其对斑马鱼胚胎的致死效应和致畸效应。结果表明,NP-10、OP-10、农乳700、农乳602、农乳1602、宁乳33对斑马鱼胚胎的致死中浓度分别为16.44、21.13、55.86、84.46、109.90、120.08 mg·L^-1,其中NP-10对斑马鱼胚胎急性毒性最大,宁乳33毒性最低;随着染毒剂量的增加,斑马鱼胚胎孵化率逐渐降低,致畸率逐渐提高,六种表面活性剂显示出相似的趋势,处理浓度与胚胎孵化率(致畸率)之间存在剂量-效应关系;NP-10、OP-10、农乳700处理组均诱导斑马鱼胚胎出现躯干侧翻、游囊关闭、躯干弯曲症状;农乳602、农乳1602、宁乳33处理组出现躯干侧翻、游囊关闭症状。     

吡唑醚菌酯对不同阶段斑马鱼的毒性效应评价

为评价吡唑醚菌酯对鱼类不同生命阶段的毒性效应,以斑马鱼(Brachydanio rerio)为测试生物,测定了其对斑马鱼胚胎、仔鱼(孵化3 d和孵化12 d)和成鱼的急性毒性及对胚胎和仔鱼(孵化3 d)的发育毒性。结果表明,吡唑醚菌酯对斑马鱼胚胎、仔鱼(孵化3 d)、仔鱼(孵化12 d)和成鱼的96 h-LC₅₀分别为0.0578(0.0540~0.0631)、0.0299(0.0282~0.0320)、0.0330(0.0310~0.0350)和0.0756(0.0692~0.0862) mg·L^-1,其毒性大小依次为仔鱼(孵化3 d) > 仔鱼(孵化12 d) > 胚胎 > 成鱼。与对照组相比,吡唑醚菌酯0.101 mg·L^-1处理,可对斑马鱼胚胎24 h自主运动产生显著抑制作用;0.0609、0.0777和0.101 mg·L^-1处理,可对斑马鱼胚胎48 h心跳速率产生显著抑制作用;0.0609和0.0777 mg·L^-1处理,可对斑马鱼胚胎96 h孵化仔鱼体长产生显著抑制作用。在供试浓度下吡唑醚菌酯暴露96 h后,均可对斑马鱼仔鱼(孵化3 d)体重和体长产生明显的抑制效应,对斑马鱼仔鱼(孵化3 d)心跳未产生明显影响。在高浓度下,吡唑醚菌酯可诱导斑马鱼胚胎产生畸形,主要包括心包水肿、卵黄囊水肿等;而对仔鱼(孵化3 d)未观察到明显的致畸效应。     

六溴环十二烷(HBCD)对斑马鱼发育早期能量代谢及软骨、肌肉和鱼鳍发育的影响

六溴环十二烷(hexabromocyclododecane, HBCDs)是一种添加型阻燃剂,在环境中广泛存在。由于具有持久性、生物蓄积性和毒性等特征,HBCD很可能在水生生物体内富集并对其生长发育产生影响。将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的HBCD(0.1、0.5和1 mg·L^-1),通过油红O和阿尔新蓝染色观察幼鱼发育状况,并通过能量代谢及发育相关基因探讨可能的作用机制。结果表明,HBCD暴露影响了幼鱼对卵黄囊内生脂肪的吸收,并对幼鱼躯干骨骼肌、头部软骨和鱼鳍的发育产生损害。进一步研究发现,暴露组幼鱼体内ATP含量降低,ATP合成酶及电子呼吸链中还原性辅酶Ⅰ(NOX)和细胞色素C氧化酶(COX)等的活性显著降低;同时,早期发育相关基因如骨形成蛋白bmp、肌肉决定因子myod以及sox9a和wnt等基因的转录水平均受到显著抑制(P<0.05)。上述结果表明,HBCD会影响早期发育阶段的斑马鱼对卵黄囊营养物质的吸收,干扰体内能量代谢,导致能量供应不足,并通过bmp-sox9和wnt-myod等信号通路影响软骨组织、鱼鳍和骨骼肌的正常发育。     

四氯双酚A对斑马鱼幼鱼运动行为的影响及神经毒性机制研究

四氯双酚A(tetrachlorobisphenol A, TCBPA)作为四溴双酚A的替代品被广泛使用导致其在环境中被高频检出,但是目前其对于鱼类的毒性效应及机制还研究较少。本研究以斑马鱼胚胎为研究对象,将其暴露于不同浓度的TCBPA(0、2、20和200 μg·L^-1)中120 h。通过测定斑马鱼幼鱼死亡率、孵化率、畸形率以及光暗刺激下的运动行为评估TCBPA对斑马鱼幼鱼发育的影响;通过检测幼鱼吖啶橙(AO)染色情况、氧化产物丙二醛(malonic dialdehyde, MDA)含量、抗氧化酶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活力、神经递质多巴胺(dopamine, DA)含量以及DA合成关键基因的转录等方面阐明TCBPA对斑马鱼幼鱼的潜在毒性机制。结果发现,TCBPA在最高剂量组可以增加幼鱼畸形率、降低幼鱼游泳速度,并且伴随着头部发生细胞凋亡、体内DA含量降低。基因表达结果表明细胞凋亡相关基因p53和bax表达量升高而多巴胺合成相关基因(bdnf, th, dat, drd1和drd2)表达量降低。本研究表明TCBPA可能通过诱导细胞凋亡、降低DA含量以及影响相关基因的表达从而影响斑马鱼幼鱼的运动行为,相关结果可以为识别TCBPA的生态风险提供直接依据。     

铅和得克隆联合暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用

以斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,探讨铅(Pb)、得克隆(DP)及二者联合急性暴露对斑马鱼胚胎的神经毒性作用。结果表明,Pb(5、20 μg·L^-1)和DP(15、60 μg·L^-1)单独暴露均会引起斑马鱼自主运动频率增加,触摸反应能力和自由游泳活力下降,并且抑制初级运动神经元的生长,加剧尾部细胞凋亡。但与20 μg·L^-1 Pb单独暴露相比,高剂量联合暴露(20 μg·L^-1 Pb + 60 μg·L^-1 DP)使斑马鱼的自主运动频率显著降低(P < 0.05),触摸反应能力和自由游泳活力显著增强(P < 0.05),初级运动神经元轴突长度显著增加(P < 0.05),尾部细胞凋亡减少。与5 μg·L^-1 Pb单独暴露相比,低剂量联合暴露(5 μg·L^-1 Pb + 15 μg·L^-1 DP)也显著减少斑马鱼尾部的细胞凋亡(P < 0.05)。上述结果表明,Pb或DP单独暴露对斑马鱼均可引起神经毒性作用;但二者联合暴露对斑马鱼自主运动、触摸反应以及自由游泳活力的影响则表现为拮抗作用。     

4种二烷基次膦酸盐阻燃剂对斑马鱼胚胎的毒性研究

二烷基次膦酸盐(DPs)作为一种新型有机磷阻燃剂正在被大量合成并应用,但关于其毒理学效应的研究还十分匮乏。研究者首次以斑马鱼胚胎作为实验模型,初步探讨了2种新型DPs阻燃剂甲基环己基次膦酸铝(AMHP)、甲基环己基次膦酸钙(CMHP)和2种已市场化生产的DPs阻燃剂甲基乙基次膦酸铝(AMEP)、二乙基次膦酸铝(ADEP)对鱼类的急性毒性效应。结果表明,AMHP和CMHP对斑马鱼胚胎无明显毒性效应;500 mg·L~(-1)的AMEP和ADEP能显著增加斑马鱼胚胎死亡率,降低其出膜率。AMHP和CMHP的水解产物甲基环己基次膦酸在浓度为1 000 mg·L~(-1)时,可使斑马鱼胚胎出膜率下降,并导致胚胎死亡,推测DPs的水解产物二烷基次膦酸是造成斑马鱼胚胎死亡的主要因素。进一步比较去除卵膜后,DPs对斑马鱼胚胎的毒性效应,发现DPs主要通过影响斑马鱼胚胎的出膜进而造成胚胎的死亡。上述研究结果从水生生物毒性的角度为DPs阻燃剂是否能作为溴化阻燃剂和传统有机磷阻燃剂的替代品提供了实验依据。