海胆胚胎不同发育期P-糖蛋白（P-glycoprotein）药物外排功能的研究

通过研究添加维拉帕米(Verapamil,VER)后,灭蝇胺(Cyromazine)和杀虫丹(Ethiofencarb)对海胆胚胎致死中浓度(LC50)的变化,探讨了不同发育期海胆胚胎P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)的功能.结果表明:灭蝇胺和杀虫丹对海胆胚胎的平均LC50分别为2.50mg·L-1和3.50mg·L-1,在加入0.75μmol·L-1P-gp抑制剂VER后,其LC50平均降低40%～42%,说明海胆胚胎P-gp具有药物外排作用.药物浓度可影响P-gp功能,随药物浓度的升高,P-gp外排功能逐渐减弱,甚至达到饱和.实验同时通过分子模拟方法研究了灭蝇胺和杀虫丹的分子结构特征,实验和理论结果均证实了这两种药物分子为海胆胚胎P-gp的底物.     

2,3,7,8-四氯二苯并二噁英和β-萘黄酮暴露对斑马鱼肝和鳃MROD酶活性的影响

为了研究2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(TCDD)和β-萘黄酮(β-NF)对斑马鱼(Danio rerio)肝脏和鳃CYP1A依赖性7-甲氧基-3-异酚噁唑酮-脱甲基酶(MROD)活性的影响,分别利用不同浓度的TCDD(0、0.05、0.1、0.2、0.4μg·L-1)和β-NF(0、25、50、100、200μg·L-1)对斑马鱼进行水浴暴露,48h后取样测定肝脏和腮MROD活性.结果表明,与对照组比较,TCDD暴露组和β-NF暴露组斑马鱼肝脏和鳃MROD活性均显著增强(p<0.01),且MROD活性的增加与TCDD或β-NF暴露浓度呈现明显的剂量-效应关系.初步推断斑马鱼肝脏和鳃CYP1A依赖性MROD酶活性可能能够作为TCDD或β-NF污染的生物标志物.     

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.     

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对斑马鱼（Brachydanio rerio）生理生化特性的影响

为了研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对水生生物的毒性效应,将斑马鱼(Brachydanio rerio)暴露于DBP5个浓度组中96h急性染毒,测得其半致死浓度(96h-LC50)为8.51mg·L-1,从而得出其安全浓度为0.85mg·L-1.在此基础上,等对数浓度差设置4个质量浓度0.38、0.85、1.90、4.25mg·L-1进行20d慢性染毒,期间每5d测定斑马鱼的体重、肝重和鳃重,同时测定斑马鱼肝脏、鳃中SOD酶和ATPase活性.结果表明,斑马鱼比肝重总体随DBP浓度的增加和暴露时间的延长而升高(p<0.01),而比鳃重总体变化不大.随DBP浓度增大和暴露时间延长,斑马鱼肝脏、鳃中SOD酶和ATPase活性均显著受到抑制(p<0.01).     

纳米氧化物对斑马鱼胚胎孵化率的影响

为评价纳米氧化物的水生态毒理效应,以模式生物斑马鱼胚胎为研究对象,观察了纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Fe2O3、纳米Fe3O4和纳米SiO2对其96h孵化率的影响.结果表明,纳米氧化物毒性与其成分有很大关系.纳米ZnO对斑马鱼胚胎孵化抑制作用明显,毒性较大,且其毒性与浓度之间存在一定的剂量-效应关系;在低浓度时,纳米ZnO抑制胚胎孵化的效应较等浓度Zn2+强,说明纳米ZnO特殊理化性质发挥了一定作用.纳米Fe2O3在低浓度下不影响胚胎孵化率,而在高浓度下抑制胚胎孵化.纳米TiO2、纳米Fe3O4、和纳米SiO2对斑马鱼胚胎96h孵化率没有明显影响.     

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。     

构建有机化合物斑马鱼雌激素干扰效应的二元分类模型

计算毒理学方法已成为辅助内分泌干扰物(EDCs)管理的决策支持工具。因此,发展内分泌干扰效应指标的(定量)结构活性关系((Q) SAR)等预测模型对于实现EDCs环境管理具有重要的意义。在雌激素受体(Q) SAR模型研究方面,目前主要针对人、牛、大鼠和小鼠等物种的雌激素受体干扰效应进行了研究,而对鱼等水生生物雌激素受体干扰效应等指标的(Q)SAR模型研究还较少。本研究采用基于欧几里德距离的K最近邻(k NN)分类算法,构建了斑马鱼雌激素受体干扰效应的二元分类模型。结果表明,2个最优模型训练集和验证集的预测准确度(Q)、敏感性(Sn)和特异性(Sp)参数均大于0.93,说明模型具有较好的预测能力。因此,能够用所建模型填补模型应用域内其他化合物缺失的斑马鱼雌激素受体干扰效应定性数据。     

视黄酸和多溴联苯醚联合暴露对斑马鱼运动行为的影响

水环境中的多溴联苯醚(PBDEs)污染会对水生生物神经系统产生影响,而视黄酸(retinoic acid, RA)对机体的神经系统和肢体发育具有重要作用。本文研究了四溴联苯醚(BDE-47)或十溴联苯醚(BDE-209)单独暴露以及RA联合BDE-47或BDE-209暴露对斑马鱼运动行为的影响。研究表明在稳定光照、黑暗和光暗交替刺激3种不同环境条件下,5μmol·L~(-1)BDE-47和3μmol·L~(-1)BDE-209单独暴露均导致斑马鱼运动速度显著降低。当2 nmol·L~(-1)RA联合相同剂量的BDE-47或BDE-209暴露时,可使仔鱼在稳定光照和黑暗下的自由运动速度相对单独暴露时显著升高,在光暗刺激下的运动速度也比单独暴露时于一定程度上有所缓解。因此,视黄酸的存在可以对因BDE-47和BDE-209暴露引起的斑马鱼运动行为异常起到恢复作用,这种恢复作用的机制可能是通过中枢神经系统或感官系统发挥作用。     

叶菌唑对斑马鱼的急性毒性及生物富集效应

为评价杀菌剂叶菌唑对水生生态系统的影响,以斑马鱼(Brachydanio rerio)为试验生物,采用半静态法研究了叶菌唑原药对斑马鱼的急性毒性以及生物富集效应。结果表明,95%叶菌唑原药对斑马鱼96 h的半数致死浓度(96 h-LC_(50))为3.89 mg·L~(-1),选用在3.90×10~(-1)和3. 90×10~(-2)mg·L~(-1)这2个处理浓度下连续暴露8 d,在3. 90×10~(-1)mg·L~(-1)浓度下生物富集系数(BCF)为53.3;在3.90×10~(-2)mg·L~(-1)浓度暴露下生物富集系数(BCF8d)为26.2。根据《化学农药环境安全评价试验准则》毒性划分标准,叶菌唑原药属于中等富集性农药。研究结果为叶菌唑田间安全使用提供理论依据。     

利用CRISPR/Cas9系统敲除斑马鱼bco1基因与bco1l基因

β-胡萝卜素-15,15'-加氧酶(β-carotene-15,15'-momoxygenase 1,bco1)是β-胡萝卜素转化成维生素A过程中的关键酶,bco1与bco1l是编码此酶的主要基因。本实验利用CRISPR/Cas9技术敲除斑马鱼的与β-胡萝卜素-15,15'-加氧酶编码相关的基因bco1与bco1l,以便深入开展对斑马鱼bco1的功能研究。分别在斑马鱼bco1与bco1l基因2号外显子选取sg RNA识别位点,体外转录制备sg RNA并与Cas9 m RNA混合对斑马鱼Ⅰ细胞期受精卵进行显微注射,24 h后收集部分胚胎进行PCR检测并将PCR产物进行单克隆测序确定sg RNA的有效性,构建首建鱼,并在此基础上通过PCR检测、凝胶电泳及测序筛选可遗传突变体。本研究分别获得了bco1基因突变与bco1l基因突变,分析表明这些缺失和插入均可导致编码序列的移码,为研究鱼类胡萝卜素代谢及相关发育过程等后续研究提供了材料。