人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展

随着纳米技术的快速发展,人工纳米材料在光电、生物医药、化妆品等诸多领域得到了广泛应用。人工纳米材料在生产、使用和废弃处理等过程中,不可避免地通过水体、土壤、大气等进入环境,其对环境产生的生态效应逐渐引起国内外的广泛关注。斑马鱼(Danio rerio)作为一种重要的脊椎模式生物,在环境毒理学研究中应用广泛,可以作为检测人工纳米材料生态毒理效应的一种重要工具。本文介绍了人工纳米材料对水生态环境的影响及斑马鱼在生态毒理学研究中的优势,总结了其对斑马鱼的毒性效应,主要包括急性毒性和对个体发育的影响、对组织细胞及基因表达的影响,分析了人工纳米材料对斑马鱼的毒性机制,以期为人工纳米材料毒理学研究提供基础信息。     

基于斑马鱼全生命周期毒性测试的研究进展

作为一种模式生物,斑马鱼具有很多优点,包括体积小、成本低、适应性广、繁殖周期短、胚胎透明且产卵量高等,因而被广泛应用于生态毒理学等领域。斑马鱼的生命阶段主要包括胚胎、仔鱼和成鱼3个阶段。近年来,斑马鱼全生命周期的毒理学研究所占比重不断上升并呈稳定增长的趋势。本文对斑马鱼3个生命阶段及整个生命周期的毒性试验展开综述,介绍了斑马鱼全生命周期实验在毒理学中的研究进展,总结了各生命阶段国内外的标准规范和资源库信息、毒理学终点及转基因斑马鱼的研究进展,归纳了多阶段毒性评价和整个生命周期毒性评价的应用。最后,对全生命周期和基于斑马鱼毒性测试的应用做出展望,对未来开展的相关研究提出建议。     

模式生物大型溞在水生生态毒理实验教学中的应用

大型溞(Daphnia magna)因其个体小、繁殖快、易于培养及对污染物敏感等特点,而成为水生毒理学研究中广泛应用的模式物种.本文构建了一套以大型溞为受试动物的水生生态毒理学实验内容和方案,可用于本科生基础性、综合性实验教学.本方案以形态学观察、生理学和毒理学测试为主,也可扩展为包括分子毒理学在内的其他毒性终点的创新性实验.此外,授课教师还可以本方案为基础,对实验内容酌情增减或联合使用,以满足不同层次学生的生态毒理学实验需求.     

Cu2+、Cd2+和Cr6+对斑马鱼联合毒性作用和生物预警的研究

为了研究重金属对水生生物的联合毒性作用,以斑马鱼为受试生物,采用半静态法,在研究Cu2、Cd2和Cr6+对斑马鱼单一毒性的基础上,以获得的Cu2+、Cd2+和Cr6+的96 h-LC50数据,利用等效应曲线法研究了Cu-Cd、Cu-Cr和Cd-Cr的联合毒性作用,并综合分析环境毒理学指标的测定结果,考察利用斑马鱼作为水...     

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。     

3种兽药及饲料添加剂对鱼类的毒理效应

采用斑马鱼、鲤鱼作为生物材料,通过斑马鱼急性毒性试验、胚胎发育试验和鲤鱼肾细胞单细胞凝胶电泳试验,分别从生物个体水平、细胞水平和分子水平,对兽药及饲料添加剂喹乙醇、阿散酸和土霉素进行了生态毒理学效应研究。急性毒性试验结果表明,3种兽药及饲料添加剂在有生态学意义的浓度范围内对斑马鱼的急性毒性均不大;胚胎发育试验结果表明,喹乙醇和阿散酸对斑马鱼胚胎发育72 h的EC50值分别为221.20和239.54 mg.L-1,具有明显的致畸效应;单细胞凝胶电泳试验结果表明,喹乙醇和土霉素均具有一定的遗传毒性,能引起鲤鱼肾细胞DNA的明显损伤,并呈现出一定的剂量-效应关系。     

水体甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼的毒性效应

以斑马鱼(Brachydanio rerio)为实验生物,采用半静态实验方法,研究了甲苯、乙苯和二甲苯的水生生态毒性效应.研究表明,水体中甲苯、乙苯和二甲苯对斑马鱼96h半致死浓度LC50分别为77.5、31.0和34.8mg·L-1,根据化学物质对鱼类毒性分级标准,3种物质均属中等毒性,其毒性大小顺序为:乙苯>二甲苯>甲苯.在最高暴露浓度下,斑马鱼均出现了剧烈、无序游动,并伴有抽搐等现象,其中暴露在甲苯中的斑马鱼行为改变更为严重.分析认为,3种物质对斑马鱼毒性大小与疏/亲水性有关,疏水性越强,对水生生物的毒性作用越大.     

邻苯二甲酸酯类塑化剂的土壤生态毒理学研究进展

邻苯二甲酸酯类(PAEs)化合物的生产量和使用量不断增加,导致土壤环境的PAEs污染问题日益突显。一些种类PAEs具有雌激素效应和"三致"效应,因此,PAEs化合物对土壤生态系统各类生物体的生态毒性已引起广泛关注。文章在国内外现有文献研究基础上,综合论述PAEs的土壤污染现状及其对高等植物、土壤微生物和土壤无脊椎动物等的生态毒性研究进展,以期为PAEs污染土壤的生态毒理学深入研究和发展提供参考。研究发现,中国许多地区的农业土壤中均有PAEs被检出,部分土壤中PAEs总量可高达几十mg·kg~(-1),一些PAEs单体含量超出了美国环保局土壤PAEs控制标准。PAEs对植物体在个体、生理、细胞及分子水平上均具有生态毒性效应;PAEs对土壤微生物的群落结构、种群数量和活性均可产生影响,进而影响土壤的正常功能;PAEs对土壤无脊椎动物蚯蚓的生态毒性效应研究则刚刚起步,高浓度的PAEs对蚯蚓具有急性毒性和繁殖毒性,蚯蚓分子及基因水平毒理学指标研究有望为低浓度PAEs的生态毒性效应研究提供新的敏感的生物标记物。     

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。     

轮虫在生态毒理学中的研究进展

轮虫是浮游动物中的重要类群,因具有生活周期短、对毒物的敏感性高、有两性生殖方式、易培养和实用性强等优势特征,已被用作生态毒理学实验中重要的模式生物,颇有研究前景。本文简介了轮虫作为受试生物的特点及其生活史,并从实验方法、污染物种类、测试指标等角度对近几十年来轮虫在生态毒理学中的应用现状、主要成果和最新进展作了概述,主要包括轮虫在常规毒性评价中的应用:急性毒性、慢性毒性以及对其行为的影响效应;综述了几类典型环境污染物,例如重金属、UV辐射、持久性有机污染物以及农药化合物的胁迫对轮虫的毒性效应,特别对目前存在的问题、研究热点及今后需要加强研究的方向进行了讨论和展望,以期为应用轮虫生态毒理学进行环境污染及风险评估提供参考。     

土壤生态毒理学研究进展与展望

土壤生态毒理学是污染土壤生态风险评价以及土壤污染控制的理论依据,土壤环境中有毒物质的生态毒理效应及其分子机制的研究是土壤生态毒理研究的核心内容．首先从土壤重金属污染胁迫、有机污染胁迫以及复合污染的联合胁迫三个方面,概述了土壤污染所致的生态毒理效应最新研究进展;在理论剖析种群水平上污染土壤的分子生态毒理效应的基础上,较为系统地介绍了各种与污染土壤生态毒理效应有关的生物标记物,论述了污染土壤生态毒理分子诊断的基本原理、意义并对其今后的研究动态给予了分析;最后,对土壤生态毒理学研究今后的发展进行了展望．     

蜥蜴生态毒理学研究进展

蜥蜴是爬行动物的重要组成部分,开展蜥蜴的生态毒理学研究对爬行动物毒理学研究具有一定代表性。本文介绍了蜥蜴生态毒理学研究的重要性,系统回顾了前人对重金属以及有机污染物所开展的相关研究,以及近年来在模式动物筛选方法和标准试验方法的建立上取得的成就,并对未来的工作进行了展望。     

三苯基锡和五氯酚胁迫斑马鱼生理生化的影响

以斑马鱼(Brachy danio rerio)作为受试生物,分析不同暴露浓度、不同暴露时间三苯基锡(TPT)、五氯酚(PCP)对斑马鱼生理生化指标的影响,在0,1.05,2.09,4.18,6.27,8.36μg·L-1的TPT和0,5.01,10.02,20.04,40.08,80.16μg·L-1的PCP暴露下,...     

双酚AF暴露降低斑马鱼学习记忆能力并影响神经系统相关基因表达

双酚AF(4,4'-六氟-2-二酚,BPAF)应用渐为广泛,对生态环境具有潜在威胁。为探究BPAF对水生生物的神经毒性,选择斑马鱼作为实验对象,利用T型迷宫和实时定量PCR的研究方法,考察0、0.005、0.05和0.5 mg·L~(-1)3种不同浓度BPAF暴露下,成年斑马鱼的学习记忆能力,并检测鱼脑中胶质纤维酸性蛋白基因(glial fibrillary acidic protein,gfap)、音猬基因(sonic hedgehog,shha)和突触蛋白基因(synapsinⅡa,syn2a)表达量变化。结果表明:在T迷宫行为学检测中,0.5 mg·L~(-1)BPAF暴露浓度下,斑马鱼在第1天进入T型迷宫规定臂的潜伏时间与对照组相比显著增加(P0.01),随着暴露浓度和染毒时间的增加,潜伏时间显著延长,具有明显的剂效和时效关系。暴露6 d后,BPAF各暴露浓度组中雌鱼脑部gfap基因显著上调,雄鱼脑中gfap基因在高浓度暴露组(0.5 mg·L~(-1))下表达量下调,而在0.005 mg·L~(-1)BPAF暴露组差异不明显。BPAF暴露可导致雌鱼脑部shha基因下调,使雄鱼脑中shha基因表达量随暴露浓度增大呈先上升后下降的趋势。BPAF各暴露浓度组中雌鱼和雄鱼脑部syn2a基因下调,呈现出随暴露浓度增大而下降的趋势。综上,初步认为BPAF对斑马鱼具有潜在的神经认知干扰效应。     

Einsatz der Hasse-Diagrammtechnik zur vergleichenden Bewertung von aquatischen Wirkungstests

An evaluation of pollutants depends on the ecotoxicological quality of the effect tests carried out. In this paper a compilation of aquatic tests is given independently on administration needs. The results are summarized in a table listing fields of application, importance for mathematical modelling and ecological relevance. The table includes 55 tests and 8 attributes characterizing each tests The interpretation of the results listed in this table is hardly feasible. An appropriate tool to rank the tests is the technique ofHasse-diagrams. Using this tool it can be deduced that no test fulfills all demands. There are six tests which are optimal with respect to applicability and mathematical modelling. However, they have no relevance for ecosystems. Only two tests are optimal with respect to ecotoxicology, There is still a gap between tests with a wide field of applications and those tests which are relevant with respect to ecotoxicology.     

A case study of GM maize gene flow in South Africa

In order to thank Prof. Dr. Hans-Toni Ratte on the occasion of his retirement for his outstanding experimental and modelling merits in the field of ecotoxicology and ecology and his personal 65th anniversary on November 25th this article will present a laudation.     

利用模式动物秀丽线虫建立环境毒物毒性的评估研究体系

模式动物秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)在环境科学与生态毒理学研究中发挥着越来越重要的作用,目前利用秀丽线虫已初步建立起较为完善的环境毒物毒性评估体系.该评估体系具体由如下一些指标构成:致死率、最长寿命与半数致死天数、细胞凋亡、个体发育、生殖、运动行为、乙酰胆碱酯酶活性、学习行为、记忆行为、转基因品系、突变体、基因表达模式.论文系统总结了近十多年来利用秀丽线虫进行环境毒物毒性评估的研究体系,并对各个指标的研究方法、研究现状、存在的问题及应用中需要注意的地方进行了讨论。