中国本土鱼类模式生物稀有鮈鲫研究应用的历史与现状

稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)是一种中国特有的小型鲤科鱼类,从1990年开始,中国科学院水生生物研究所以培育新的实验鱼为目的,对稀有鮈鲫开展了系列的实验动物化研究,并推动其在各研究领域中的应用。随着我国化学品环境管理制度的建立,稀有鮈鲫已逐渐成为我国化学品测试中最重要的受试鱼类。本文综述了稀有鮈鲫分类地位、分布、形态特征、早期发育、生长、繁殖、遗传、对环境的适应性等方面的生物学特点,分析了稀有鮈鲫作为模式生物的优点,介绍了稀有鮈鲫实验动物标准制定进展。随着实验动物标准化工作的深入以及基因组测序工作的开展,稀有鮈鲫将更广泛地应用于相关的研究和检定,成为一种我国具有代表性的本土模式生物。     

稀有鮈鲫作为化学品生态毒性测试鱼类模式生物的标准化实践

鱼类模式生物在化学品生态毒性测试中占有重要地位,中国尚没有合适的标准化本土实验鱼种。国家环境保护部第7号令《新化学物质环境管理办法》对本土受试生物用于生态毒性测试提出了要求。稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)是一种我国特有的小型淡水鲤科鱼类,具有成为标准试验鱼种的潜能。首个以稀有鮈鲫为标准供试生物的化学品鱼类急性毒性试验国家标准已经发布实施,其他测试方法的标准化工作正在持续进行中。本文阐述了研发稀有鮈鲫为标准供试生物的依据,对相关标准化研究工作进行了分析、归纳和总结,并提出了未来工作的方向和需求。     

稀有鮈鲫作为水生模式生物的研究及探讨

我国本土水生生物稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus Ye et Fu,1983年)是一种优良的试验用鱼,具备成为模式生物必要条件。本文总结了稀有鮈鲫生物生态学研究情况,分析了稀有鮈鲫在多个应用领域与模式生物斑马鱼、青鳉存在的不足和差距,同时借鉴发达国家推动模式生物的实践经验,提出了针对性建议。     

稀有鮈鲫作为水生模式生物的研究及探讨

我国本土水生生物稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus Ye et Fu,1983年)是一种优良的试验用鱼，具备成为模式生物必要条件。本文总结了稀有鮈鲫生物生态学研究情况，分析了稀有鮈鲫在多个应用领域与模式生物斑马鱼、青鳉存在的不足和差距，同时借鉴发达国家推动模式生物的实践经验，提出了针对性建议。     

化学品生态毒性测试鱼类模式生物的应用与展望

水生生物毒性测试广泛应用于评估化学品的水生态环境安全,而鱼类生态毒性数据为水生生态风险评估与风险管理提供基础。本文总结了现有的鱼类水生毒性测试标准及常用的物种。阐述了常用水生鱼类模式生物,如斑马鱼Danio rerio、青鳉鱼Oryzias latipes、黑头软口鲦Pimephales promelas等作为模式鱼类的特征及在生态毒性测试中的应用。环保部7号令推荐稀有鮈鲫Gobiocypris rarus作为中国本土生物在水生毒性测试中使用。目前公开发表的利用稀有鮈鲫的水生毒性研究多集中在急性毒性方面,对其他类型的研究如法规毒理相关的长期慢性毒性有待开展。     

稀有鮈鲫作为鱼类胚胎急性毒性试验受试鱼种的敏感性研究

通过验证稀有鮈鲫在鱼类胚胎急性毒性试验中的敏感性,评价其在鱼类替代试验中的应用潜力,为相关化学品测试国家标准的制定提供依据.选取3,4-二氯苯胺(3,4-DCA)、五水硫酸铜(CSP)、2,3,6-三甲基苯酚(2,3,6-TMP)、二甲基亚砜(DMSO)、七水硫酸锌(ZSH)、三甘醇(TEG)、氯化钠(SC)、十二烷基硫酸钠(SDS)、重铬酸钾(PD)、甲基异噻唑啉酮(MIT)、二苯甲酮(BP)、二氯苯氧氯酚(TCS)、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)、三唑酮(T)、多菌灵(C)和N-(4-氯苯基)-N'-(3,4-二氯苯基)脲(三氯卡班,TCC)16种化学品,按照《OECD化学品测试准则No.236鱼类胚胎急性毒性试验》,分别进行稀有鮈鲫胚胎急性毒性试验,将结果与稀有鮈鲫成鱼急性毒性试验结果比较,评价稀有觞鲫在不同生命周期对同一化学品的敏感性差异;同时与已有的或试验所得的斑马鱼胚胎急性毒性试验结果比较,评估稀有绚鲫胚胎与国际标准试验鱼种胚胎间的敏感性差异.稀有鮈鲫胚胎急性毒性试验96 h半数致死浓度(96 h-LC50)值与其成鱼及斑马鱼相比,敏感性类似,毒性值差异均未超过一个数量级.稀有鮈鲫作为一种中国本土的标准试验鱼种,其胚胎生物学特征与斑马鱼类似,其胚胎敏感性不亚于成鱼和其他国际标准鱼种,适宜进行鱼类胚胎急性毒性试验的应用.     

不同实验条件下稀有鮈鲫胚胎的自然受精率和孵化率

以中国本土鱼种稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)胚胎为实验生物,研究稀有鮈鲫胚胎在正常光照条件下(温度(26±1)℃,自然光照)和光照周期颠倒条件下(温度(26±1)℃,光照周期为12 h(暗):12 h(光))的96 h自然受精率和孵化率,并在放大倍数为40倍的体视显微镜下观察稀有鮈鲫在胚胎发育过程中的形态发育时序及特征。结果表明,在光照周期颠倒和(26±1)℃条件下,9次重复试验的稀有鮈鲫胚胎自然受精率和孵化率平均值分别为92.2%和92.8%,变异系数(CV)分别为5.65%和6.21%,比正常光照和(26±1)℃条件下稀有鮈鲫胚胎的自然受精率和孵化率更高,为鱼类胚胎试验提供更高质量的胚胎。稀有鮈鲫胚胎的形态发育时序及特征满足胚胎试验观察的需求,可在特定的时间点观察特定表征。     

氰戊菊酯对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生命阶段的毒性效应

为探明氰戊菊酯对鱼类不同生命阶段的毒性效应,以斑马鱼和稀有鮈鲫为测试生物,评价了氰戊菊酯对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生命阶段的急性毒性差异。研究发现,氰戊菊酯对斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎的96 h-LC50值分别为0.901(0.664~1.22)和0.636(0.233~1.74)mg·L~(-1)。氰戊菊酯对稀有鮈鲫胚胎孵化有明显的促进作用,染毒48 h后,0.188和0.375 mg·L~(-1)氰戊菊酯对稀有鮈鲫胚胎的孵化率分别为88.9%和100%。氰戊菊酯对斑马鱼仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为0.00340、0.0183、0.00487 mg·L~(-1),氰戊菊酯对稀有鮈鲫仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为0.0520、0.00277、0.00345 mg·L~(-1)。因此,氰戊菊酯对斑马鱼不同生命阶段的毒性从高到低顺序依次为:仔鱼成鱼幼鱼胚胎,氰戊菊酯对稀有鮈鲫胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的毒性为幼鱼成鱼仔鱼胚胎。试验结果表明,斑马鱼仔鱼对氰戊菊酯的敏感性高于稀有鮈鲫相应的生命阶段,相对于斑马鱼,稀有鮈鲫胚胎、幼鱼以及成鱼对氰戊菊酯的毒性作用更为敏感,说明氰戊菊酯对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生命阶段的毒性效应差异较大。     

三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生长阶段的急性毒性比较

为探明三唑酮对鱼类不同生长阶段的毒性效应,以斑马鱼和稀有鮈鲫为测试生物,检测了三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生长阶段的急性毒性差异。研究发现,三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎为低毒,其96 h-LC50值分别为21.1(14.4~31.0)和14.2(9.65~20.9)mg·L~(-1);高浓度的三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎的孵化有明显的抑制作用,染毒96 h后,23.7 mg·L~(-1)三唑酮组斑马鱼胚胎的孵化率为4.17%,22.5 mg·L~(-1)三唑酮组稀有鮈鲫胚胎的孵化率为33.3%。三唑酮对斑马鱼仔鱼、幼鱼和成鱼为低毒,其96 h-LC50值分别为24.8、21.3、13.1 mg·L~(-1),三唑酮对稀有鮈鲫仔鱼、幼鱼和成鱼为中毒,其96 h-LC50值分别为9.96、7.89、6.89 mg·L~(-1)。因此,三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生长阶段的毒性效应排序一致,毒性从高到低顺序依次为:成鱼幼鱼仔鱼。试验结果表明,相对于斑马鱼,稀有鮈鲫对三唑酮的毒性作用更为敏感,三唑酮对稀有鮈鲫不同生长阶段的毒性均高于斑马鱼相应生长阶段的毒性。     

磷酸三(2,3-二氯丙基)酯阻燃剂对稀有鮈鲫的毒性效应

为研究新型阻燃剂磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP)的毒性效应,以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为实验生物,采用半静态实验方法,分别进行96 h和28 d的染毒,研究TDCPP对稀有鮈鲫的急性毒性和慢性毒性效应,并通过对稀有鮈鲫脑组织中与神经纤维的生长、发育、轴突再生等相关基因mRNA表达量的检测,初步探讨了TDCPP的神经毒性作用。结果表明：TDCPP对稀有鮈鲫的96 h-LC₅₀为2.99(2.20～3.38) mg·L^-1,根据化学物质对鱼类毒性分级标准TDCPP属于剧毒性。经0.9、1.5、2.1和2.7 mg·L^-1 TDCPP染毒28 d,与对照组相比,暴露组稀有鮈鲫肝脏及脑组织中SOD和GSH-Px的活性均受到抑制,且随着TDCPP的暴露浓度增加,其抑制作用显著增强;暴露组稀有鮈鲫脑组织中与神经纤维的生长、发育相关的微管蛋白α/β、神经丝NF-M以及关键蛋白GAP-43等基因的mRNA表达量,与对照相比均发生显著下调。可知,TDCPP暴露可以诱发稀有鮈鲫神经毒性作用。     

两种典型氯酚类化合物暴露致稀有鮈鲫肝细胞的损伤效应（Toxicity Effects of Two Kinds of Typical Chlorophenols on Hepatocytes of Gobiocypris Rarus）

为探讨两种典型氯酚类化合物——三氯酚(Trichlorophenol,TCP)、五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)单独和混合暴露对稀有鮈鲫(Gobiocyprisrarus)肝脏细胞的毒性效应,实验建立了稀有鮈鲫肝细胞原代培养模型,通过噻唑蓝实验(MTT法)和单细胞凝胶电泳(SCGE)实验分别研究了TCP、PCP及其混合暴露对稀有鮈鲫肝细胞存活率的抑制作用,以及对DNA的损伤作用.结果显示:与对照组相比,TCP和PCP单独和混合暴露均对肝脏细胞的正常生长产生了抑制作用.低剂量暴露时(如0.5、2.5μg·L-1)具有显著的抑制作用(p<0.05);高剂量暴露时(如25、50μg·L-1)具有极其显著的抑制作用(p<0.01).SCGE实验结果显示:与对照组相比,暴露剂量高于12.5μg·L-1的TCP、PCP及其混合暴露均能引起稀有鮈鲫肝细胞DNA的显著损伤(p<0.05,p<0.01).以上结果提示,TCP和PCP具有肝细胞毒性,可以引起稀有鮈鲫肝细胞DNA损伤.     

稀有鮈鲫成体神经发生相关基因的分子克隆及序列分析

成体神经发生是脊椎动物中广泛存在的一种生物学特征。成体硬骨鱼类的脑展现出强烈的神经活性以及出色的脑修复能力,这使得硬骨鱼类成为研究成体神经发生和脑修复的一个理想的模型。本文克隆了成体稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)脑组织中神经发生及脑修复相关的hes5、pax6、sox11和prox1基因的部分c DNA序列并进行了序列分析。序列分析结果表明,pax6和sox11基因片段与斑马鱼(Danio rerio)对应的基因片段的同源性最高,分别为97%和94%;hes5基因与鲤鱼(Cyprinus carpio)相对应的基因片段的同源性最高,为92%;prox1基因在物种间的同源性最低。基于稀有鮈鲫和已知物种相应基因的核苷酸序列构建了系统发育树,发现稀有鮈鲫prox1基因与其他硬骨鱼类的亲缘关系最远。本文为进一步开展神经毒性类化学品对水生生物鱼类的成体神经毒性作用机制研究提供了分子生物学基础。     

不同硬度条件下Cd~(2+)和Cu~(2+)对稀有鮈鲫的急性毒性

为研究水体硬度对稀有鮈鲫Cd~(2+)和Cu~(2+)毒性效应的影响,开展了96 h急性毒性试验。试验结果发现,当水体硬度(以CaCO_3计,下同)为50 mg·L~(-1)、250 mg·L~(-1)、450 mg·L~(-1)时,Cd~(2+)对稀有鮈鲫的96 h半数致死浓度(96 h-LC50)分别为4.30 mg·L-1、12.06 mg·L~(-1)、19.99 mg·L~(-1),对应的安全浓度(SC)依次为0.430 mg·L~(-1)、1.206 mg·L~(-1)、1.999 mg·L~(-1);Cu~(2+)对稀有鮈鲫的96h-LC50分别为0.046 mg·L-1、0.148 mg·L~(-1)、0.228 mg·L~(-1),对应的SC依次为0.0046 mg·L~(-1)、0.0148 mg·L~(-1)、0.0228 mg·L~(-1)。计算得到Cd~(2+)对稀有鮈鲫急性毒性与水体硬度的拟合方程为ln 96 h-LC50=0.687 ln H~(-1).243(r=0.998);Cu~(2+)对稀有鮈鲫急性毒性与水体硬度的拟合方程为ln 96 h-LC50=0.727 ln H-5.923(r=0.999),Cd~(2+)和Cu~(2+)对稀有鮈鲫的硬度斜率分别为0.687和0.727。这些结果表明,水体硬度可有效降低Cd~(2+)和Cu~(2+)对稀有鮈鲫的急性毒性,且稀有鮈鲫的硬度斜率与其他物种差异较大。在评估不同硬度水体下Cd~(2+)和Cu~(2+)的生物毒性及其生态风险时,应根据测试物种特异的硬度斜率而定。     

常用农药助剂类产品对水生生物效应研究进展

农药助剂是在农药制剂加工和使用中加入的除农药有效成分以外的其他辅助物质的总称。农药助剂在提高农药制剂药效、改善药剂性能、稳定制剂质量和降低活性成分危害等方面都起着相当重要的作用。几乎所有化学合成的农药原药都需添加农药助剂成为具有实际使用价值的农药制剂。农药助剂本身虽不具备对靶标生物的杀灭作用,但并不意味着其对环境或人体不具有危害性,部分现今仍在流通使用的农药助剂可导致健康危害,如致癌、致畸、致突变、危害神经系统,具有内分泌干扰作用等。截止目前,由于农药施用带来的农药助剂的危害问题很少引起研究人员关注,我国在农药助剂管理方面还是空白,亟需引起管理部门的重视并制订相关的防控法规。农药助剂种类繁多,我国习惯上将其分为非表面活性剂和表面活性剂两大类。本文总结了包括常用溶剂,非离子型、阳离子型和阴离子型表面活性剂在内的常用助剂对藻类、大型溞和鱼类等水生生物的急慢性毒性效应,并综述了烷基酚聚氧乙烯醚类助剂及其降解产物对水生生物的内分泌干扰效应。鉴于农药助剂对生态环境和人类的健康风险,本文还提出了我国农药助剂环境安全管理策略建议。     

转基因生物环境释放风险评估的原则和一般模式

风险评估是转基因生物环境释放依法管理的一项重要内容 ,也是生物安全研究的核心内容之一。本文在分析和比较国内外有关转基因生物风险评估方法的基础上 ,结合作者近年来对转基因生物风险评估的专题研究 ,对转基因生物环境释放风险评估的基本原则和一般模式进行了全面的描述。这种模式一般包括危险识别、风险估算和风险评价 3个连续过程 ,并可分解为 7个具体步骤