水体中黑碳对斑马鱼胚胎的生长发育危害识别

黑碳(BC)是含碳物质不完全燃烧后产生的残留物,广泛分布于水体、土壤和大气中,目前对于BC对水生生物的生态效应研究还十分有限。通过燃烧煤油获得BC,以斑马鱼胚胎为模式生物,研究了质量浓度分别为0,0.05,0.5和5 mg/L的BC悬浮溶液对斑马鱼早期生命阶段的生长发育毒性。结果表明,煤油源BC对斑马鱼具有明显的毒性作用,与对照组相比,BC暴露明显增加了斑马鱼的死亡率和心率,显著降低了孵化率和体长,导致斑马鱼形态畸形并且畸形率呈浓度依赖性。5mg/L的BC对斑马鱼的各项生长发育指标影响并非是最大的,可能与BC颗粒在水溶液中的聚集有关。该研究为BC在水生环境中的危害识别提供实验依据。     

氯代酚和烷基酚类化合物对斑马鱼胚胎发育影响的研究

为研究氯代酚和烷基酚类化合物的毒性,采用斑马鱼胚胎发育技术,观察这两类化合物对不同发育阶段斑马鱼卵的影响.结果显示,在受精卵产出后立即染毒,胚胎对这些化合物最敏感的毒理学终点分别为: 五氯酚--48 h心律、色素和水肿的EC50值均为0.2 mg/L; 对-壬基酚--72 h孵化EC50为0.5 mg/L; 对-辛基酚--72 h畸形EC50为0.5 mg/L; 对-氯酚--48 h色素EC50为1.5 mg/L; 染毒时刻的不同对胚胎所造成的毒性效应也不同.几种氯代酚和烷基酚对发育24 h胚胎染毒,五氯酚毒性最大,对-辛基酚和对-壬基酚次之,对-氯酚毒性最小.研究表明,该类化合物对斑马鱼胚胎发育均有明显抑制作用,可以造成胚胎发育畸形甚至死亡,具有特定的最敏感毒理学终点.     

崇明岛小白鹭鸟卵中有机磷阻燃剂污染特征

鸟卵可用于环境质量的生物监测.从崇明岛东部若干林地采集小白鹭(Egretta garzetta)卵样品10个,用液相色谱-串联质谱联用仪(LC-MS/MS)测定了样品中10种常见有机磷阻燃剂(OPFRs)的含量,分析了其分布特征和来源.结果表明,除三辛基磷酸酯(TEHP)和三氯乙基磷酸酯(TCEP)外,其余8种OPFRs在小白鹭卵中均有检出,OPFRs的总含量为49.5～142.8 ng·g~(-1)(以湿重计,下同),均值为78.6 ng·g~(-1);其中,三丁基磷酸酯(TNBP)、三异丁基磷酸酯(TIBP)和三邻甲苯磷酸酯(TMPP)含量较为丰富,分别为(26.3±10.1)、(20.9±9.44)和(19.0±15.6) ng·g~(-1).不同鸟卵中OPFRs的赋存特征差异较大,主要受其环境含量水平、生物积累和放大能力及代谢能力的影响.崇明小白鹭卵样品中存在具有胚胎发育毒性的TMPP、三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCIPP)、三丁氧基乙基磷酸酯(TBOEP)等,可能对其繁殖具有潜在影响,值得关注.     

基于斑马鱼胚胎毒性与非靶化学分析的典型工业园区废水处理效率研究

工业园区废水中污染物种类复杂、毒性大、去除难,在处理出水水质达标的情况下仍可能存在生态健康风险,因此,有效评估园区废水的处理效率具有重要意义.采用斑马鱼胚胎毒性实验和基于液相色谱-质谱的非靶标污染物筛查方法分析了两家典型工业园区污水处理厂的处理效率.研究结果表明,生物毒性检测和非靶标化学分析可从不同侧面解释废水中毒害污染物在水处理过程中的沿程变化情况,两者的研究结果相互支撑.两类分析方法都发现,生化处理工艺无法有效去除工业废水中斑马鱼胚胎发育毒性物质.高级氧化技术、吸附技术和膜生物反应器技术等可以进一步有效削减污染物丰度及毒性,市政污水的混入提升了工业废水中毒害污染物的去除率及生物毒性的削减率.本研究结果证实了斑马鱼胚胎毒性与非靶化学分析可用于确定工业废水处理的效率,对工业废水处理过程的设计和调控具有指导意义.     

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。     

3种酰胺类除草剂对斑马鱼不同生长阶段的急性毒性效应

为探明酰胺类除草剂对鱼类不同生长阶段的毒性效应,分别以斑马鱼胚胎、8日龄仔鱼、55日龄幼鱼和3月龄成鱼为受试对象,研究3种酰胺类除草剂乙草胺、丙草胺和丁草胺对斑马鱼(Danio rerio)不同生长阶段的毒性效应。研究发现,高浓度乙草胺、丙草胺和丁草胺均可抑制斑马鱼胚胎的孵化。乙草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为5.82、1.34、3.00、1.44 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼成鱼幼鱼胚胎。丙草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 hLC50值分别为2.79、2.02、2.26、2.01 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼、成鱼幼鱼胚胎。丁草胺对斑马鱼胚胎、仔鱼、幼鱼和成鱼的96 h-LC50值分别为1.73、0.919、3.37、1.19 mg·L-1,毒性从高到低顺序依次为:仔鱼成鱼胚胎幼鱼。研究结果表明,酰胺类除草剂对斑马鱼4个典型生长阶段的毒性差异较大,仔鱼阶段对酰胺类除草剂最敏感,成鱼其次。     

辛硫磷和敌百虫协同抑制斑马鱼乙酰胆碱酯酶(AChE)活性

以辛硫磷和敌百虫为供试毒物,研究其对斑马鱼的单一和联合毒性效应。结果显示,辛硫磷和敌百虫对斑马鱼的96 h半致死浓度(96 h-LC_(50))值分别为6.482 mg·L~(-1)和27.877 mg·L~(-1);按照农药毒性分级标准,辛硫磷对斑马鱼是高毒,敌百虫对斑马鱼是中毒。在辛硫磷和敌百虫联合急性毒性实验中,24、48、72和96 h的相加指数均大于0,表明辛硫磷和敌百虫对斑马鱼的联合毒性为协同效应。采用生化法测定乙酰胆碱酯酶活性发现,乙酰胆碱酯酶活性与辛硫磷、敌百虫以及辛硫磷+敌百虫之间有显著的剂量-效应关系,而且联合作用毒性均大于单一作用毒性。     

4-氯-3-甲基苯酚(PCMC)暴露对成年斑马鱼内源性物质的影响

建立了4-氯-3-甲基苯酚（PCMC）的水生生物斑马鱼暴露毒理学模型,研究了斑马鱼PCMC暴露后内源性代谢物的变化.同时,在斑马鱼PCMC半数致死浓度LC₅₀的基础上,以1/10 LC₅₀为暴露浓度进行代谢组学分析.最后,经超高效液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱（UHPLC-Triple-TOF-MS）检测,结合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）进行代谢谱分析.结果发现,空白对照组和暴露组在代谢水平上有明显差异.进一步分析后筛选出9种上调物质和11种下调物质作为潜在生物标志物,主要包括氨基酸、嘌呤、糖类和脂质.根据差异代谢物生理功能分析发现,PCMC主要通过影响嘌呤代谢、甘油磷脂代谢、淀粉和蔗糖代谢、组氨酸代谢、丙酮酸代谢及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,对斑马鱼的心血管系统、神经系统、蛋白代谢和能量代谢等方面产生毒性效应.本研究建立的代谢组学方法能全面评价氯酚类消毒剂对水生生物的毒性效应,为进一步阐明氯酚类消毒剂的毒性机制提供了理论基础.     

磷石膏浸出液对斑马鱼的急性毒性及氧化应激损伤

以斑马鱼（Danio rerio）为受试鱼种,研究了磷石膏浸出液对水生生物的急性毒性及亚致死浓度下对斑马鱼肝脏、肌肉和鳃中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和丙二醛（MDA）的影响,以及96 h后肝脏和鳃组织病理变化.结果表明,磷石膏浸出液中总磷、氟化物和Cd、Cr、Pb、Hg浓度超出地表水V类水标准,其对斑马鱼的毒性较强,96 h半数致死浓度（LC₅₀）为6.5%（体积分数）.慢性毒性实验显示,随暴露时间延长,各组织内3种抗氧化酶活性变化趋势不完全一致,但高浓度（0.65%和3.25%）暴露后期（72 h和96 h）几乎均受到显著抑制,其中,SOD对浸出液的敏感性最高;MDA含量变化规律较为一致,随浸出液浓度增加而升高,肝脏、肌肉和鳃中MDA最高含量均出现在72 h,分别是空白对照组的1.8、1.6和2.1倍,至96 h时略有降低,但仍显著高于对照组.各浓度组暴露96 h后,肝细胞窦间隙扩大,肝巨噬细胞增多,细胞核固缩,部分细胞质空泡化,组织水肿;鳃组织出现上皮细胞增生、脱落,鳃丝充血,鳃小片弯曲变形等现象.综上,未加处理的磷石膏浸出液已超出斑马鱼耐受极限,任其排入环境具有潜在的生态风险.     

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。