不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的毒性响应差异

为探究鱼类不同生长阶段对污染物的毒性响应差异,以斑马鱼为试验生物,初步建立了一套实验室分阶段培养方法,通过培养时间确定斑马鱼的不同生长阶段,研究了标准稀释水和模拟自来水条件下不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的毒性响应差异,并利用物种敏感度分布法表达不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的敏感性差异.结果表明:斑马鱼体长、体质量的变化均符合logistic增长方程（R2>0.97）,斑马鱼全生命周期按日龄可细分为卵黄囊仔鱼期（1 d）、晚期仔鱼期（10 d）、稚鱼期（17 d）、早幼期（24 d）、幼鱼期（31 d）、发育期（60 d）、成熟期（90 d）、成鱼期（120 d）等8个不同生长阶段.标准稀释水条件下,Cu2+对不同生长阶段斑马鱼的96 h-LC₅₀（96 h半致死浓度）分别为0.425 mg/L（1 d）、0.768 mg/L（10 d）、0.550 mg/L（17 d）、0.309 mg/L（24 d）、0.334 mg/L（31 d）、0.327 mg/L（60 d）、0.230 mg/L（90 d）和0.180 mg/L（120 d）,随着鱼龄的增加,Cu2+对斑马鱼的毒性逐渐增大;模拟自来水条件下,Cu2+对不同生长阶段斑马鱼的96 h-LC₅₀分别为0.377 mg/L（1 d）、0.438 mg/L（10 d）、0.366 mg/L（17 d）、0.201 mg/L（24 d）、0.206 mg/L（31 d）、0.189 mg/L（60 d）、0.167 mg/L（90 d）和0.144 mg/L（120 d）,随着鱼龄的增加,Cu2+对斑马鱼的毒性逐渐增大.根据96 h-LC₅₀得出不同生长阶段斑马鱼对Cu2+的敏感性顺序为120 d > 90 d > 24 d > 60 d > 31 d > 1 d > 17 d > 10 d,可见,斑马鱼成鱼期阶段对Cu2+较敏感,而成熟期和早幼期的敏感性次之,晚期仔鱼期最不敏感.研究显示,鉴于斑马鱼对Cu的物种敏感度的阶段性差异,采用24 d早幼期斑马鱼研究金属水质基准时既敏感又节约受试生物的培养成本,此外水环境参数也是水质基准研究需考虑的重要影响因素之一.      

氯霉素对斑马鱼早期发育的毒性效应

通过氯霉素对斑马鱼(Daniorerio)胚胎及仔鱼的毒性暴露实验,研究了氯霉素对斑马鱼早期发育的致死和亚致死毒性效应.结果表明,氯霉素对斑马鱼胚胎的自主运动、心跳和孵化能力均造成了明显的不利影响,并且胚胎和仔鱼在毒性暴露过程中均产生了明显的畸形特征.其中,低浓度的氯霉素对胚胎的自主运动产生抑制作用,而高浓度的氯霉素对其自主运动产生明显的刺激作用.高浓度的氯霉素抑制胚胎和仔鱼的心跳及孵化能力,且对胚胎和仔鱼造成致死效应,其96hLC50值分别为56.6mg·mL-1和116.8mg·mL-1,而低浓度的氯霉素对胚胎和仔鱼产生致畸效应,胚胎和仔鱼表现出的主要畸形特征有心包水肿、卵黄囊肿胀、凝血、脊柱弯曲和鳔缺失.     

壬基酚长期暴露对斑马鱼雄鱼第二性征、精子活力的影响(Effects of Long-Term Exposure to Nonylphenol on Secondary Sexual Characteristics and Sperm Motility of Male Zebrafish（Brachydanio rerio）)

研究了不同浓度下(0(对照)、0.1、1、10、100μg·L-1)壬基酚(NP)长期暴露对斑马鱼(Brachydanio rerio)雄鱼第二性征、精子活力的影响.结果表明,NP暴露对斑马鱼第二性征的影响显著,可导致雄性个体出现泄殖乳突、腹部膨大等典型雌性化特征.100μg·L-1NP暴露导致76.9%的雄鱼出现泄殖乳突.NP暴露对斑马鱼精子激活率的影响显著,随NP暴露浓度升高精子激活率下降,呈现负相关的剂量-效应关系.NP暴露对斑马鱼精子寿命和精子剧烈运动时间均有显著影响.低剂量(0.1μg·L-1)和高剂量(100μg·L-1)NP暴露下精子寿命及其剧烈运动时间显著缩短,而中等剂量(10μg·L-1)NP对上述指标影响不显著(p>0.05).斑马鱼第二性征、精子活力可作为指示水体环境雌激素毒理学效应的敏感指标.     

对硝基酚对大型蚤和斑马鱼胚胎的毒性(Toxicity of p-Nitrophenol to Daphnia Magna and Zebrafish（Brachydanio rerio） Embryo)

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,48h EC50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.     

纳米ZnO对斑马鱼胚胎抗氧化酶系统的影响

为评价纳米ZnO的水生态毒性,以斑马鱼胚胎为受试生物,研究了纳米ZnO对其抗氧化酶系统的影响.结果发现,纳米ZnO能够降低斑马鱼胚胎谷胱甘肽(GSH)含量,抑制过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,引起胚胎脂质过氧化水平增大,证明氧化应激是纳米ZnO抑制斑马鱼胚胎孵化的作用机制之一.     

转Cry1Ie基因玉米和转CP4-剧SPS基因大豆对斑马鱼的生态毒性

为评估转Cry1Ie基因抗虫玉米和转CP4-EPSPS基因耐除草剂大豆对鱼类的生态毒理效应,以斑马鱼(Danio rerro)为受试动物,配制4种分别含有转基因玉米、转基因大豆以及相应非转基因亲本的试验饲料,并以商业饲料为对照,通过98 d喂养实验,调查斑马鱼的摄食、生长、繁殖和抗氧化酶活性,分析不同喂养阶段斑马鱼的组织病理和敏感蛋白mRNA表达水平.结果 表明:抗虫转基因玉米和耐除草剂转基因大豆对斑马鱼的生长表现、肝脏、肠道和性腺的组织病理、产卵量和受精卵孵化率均无显著影响.转基因大豆组斑马鱼肝脏中的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于非转基因大豆组和商业饲料组,且雄鱼显著高于雌鱼(P＜0.05).斑马鱼脏器组织中敏感蛋白mRNA的表达水平,没有随时间呈现明显的规律性变化,喂养时间与组别和性别之间存在显著的交互作用.试验饲料组斑马鱼的生长表现、肝脏中SOD活性以及mRNA表达量与商业饲料组相比有显著差异,可能与饲料的适口性和营养成分上的差异有关.总体上看,转Cry1Ie基因抗虫玉米和转CP4-EPSPS基因耐除草剂大豆对斑马鱼没有明显的生态毒性效应.     

壬基酚聚氧乙烯醚对斑马鱼精巢组织的影响

采用半静态水体暴露的方式研究了非离子表面活性剂对成熟雄性斑马鱼精巢组织的影响。用荧光定量PCR(qRTPCR)方法检测试验鱼精巢雌激素受体α(ERα)、雄激素受体(AR)基因以及性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17和CYP19a)的表达,通过组织学观察研究受试鱼精巢结构的变化。结果表明,壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)暴露可以引起雄性斑马鱼精巢组织结构的改变,并影响成年雄性斑马鱼ERα、AR基因和性激素合成相关细胞色素P450酶类基因的表达水平,且10.0 mg·L~(-1)的NPEO暴露可以显著上调CYP19a、ERα和AR基因的表达量,可显著下调斑马鱼精巢中CYP17基因的表达量。在组织学上,0.1 mg·L~(-1)组斑马鱼生精小管内不仅生精小囊数目减少,且管腔中精子数量减少,出现非细胞区域; 1.0和10.0 mg·L~(-1)组可见部分个体精子凝聚于生精小管管腔中央,管腔内空隙明显增大,表现出严重的精子浓缩效应。由此表明,NPEO暴露通过抑制CYP17基因的表达干扰睾酮的合成;同时,NPEO暴露通过诱导CYP19a和ER基因的表达增加内源雌激素的合成,导致斑马鱼精巢中性激素紊乱,最终损伤斑马鱼精巢组织。     

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。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对斑马鱼血浆和组织匀浆中卵黄蛋白原含量的影响

为了研究低剂量的全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)对水生生物的内分泌干扰效应和作用机制,考察了PFOS对斑马鱼(Brachydanio rerio)血浆和组织匀浆中卵黄蛋白原(vitellogenin,VTG)含量的影响。将雄性和雌性斑马鱼分别暴露于0.1、1、10和100μg·L-1的PFOS中进行21d毒性实验,染毒结束后分别检测雄鱼和雌鱼的血浆、头尾组织匀浆液和全鱼匀浆液中的VTG含量。结果显示:(1)PFOS暴露可引起斑马鱼血浆、全鱼和头尾匀浆液中VTG含量的升高,VTG含量的排序为雌鱼(血浆>>全鱼匀浆>头尾匀浆)>>雄鱼(血浆>全鱼匀浆>>头尾匀浆);(2)PFOS暴露所引起的雄鱼血浆和头尾匀浆中VTG含量的升高与剂量呈负相关关系,暴露浓度为0.1μg·L-1时与对照组相比有显著性差异(p<0.05);(3)雌鱼血浆和头尾匀浆中VTG含量的升高与剂量呈倒U型曲线关系,暴露浓度为10μg·L-1时与对照组相比有显著性差异(p<0.05);(4)雄鱼和雌鱼的全鱼匀浆液中的VTG含量与对照组相比均无显著性差异。研究结果表明,PFOS暴露对斑马鱼的内分泌干扰作用明显,其毒性作用机制可能是类雌激素效应,血液和头尾匀浆液中VTG含量能够作为PFOS内分泌干扰效应评价的敏感生物标志物,但响应曲线可能因性别和组织部位的不同有所差异。     

PFOA对斑马鱼胚胎发育、行为和DNA损伤的毒性研究

全氟辛酸(PFOA)是一种分布广泛的环境持久性有机污染物,在野生动物与人体内普遍被检出。目前PFOA发育毒性的特点和机制尚未阐明,已有的研究显示,PFOA毒性与受试物种及性别密切相关。因此,利用不同物种进行PFOA毒性研究对阐明其毒性机制十分重要。本研究选用了斑马鱼这种理想的脊椎动物模型,考察了PFOA暴露对其胚胎发育的自主运动、心跳、行为、细胞凋亡和DNA损伤的影响。研究发现,始于6hpf的PFOA暴露会导致斑马鱼胚胎自主运动异常,心率降低,且具有一定的剂量依赖性;6～24hpf的高浓度的PFOA暴露(>414.0mg·L-1)会导致胚胎发生显著的细胞凋亡,凋亡主要出现在眼部、头部、心脏和尾部。较高浓度的PFOA暴露(165.6mg·L-1)会使仔鱼的光刺激应激行为模式发生变化。此外,PFOA暴露会致使斑马鱼发生DNA损伤,且损伤程度随PFOA浓度的升高而加重,表明PFOA具有一定的基因毒性。上述结果表明,PFOA对斑马鱼胚胎具有发育毒性,具体表现为自主运动异常,心率降低和行为反应能力变弱,同时伴随畸形、细胞凋亡和DNA损伤。