呋虫胺对斑马鱼胚胎-幼鱼生长发育及细胞凋亡的影响

第三代新烟碱类农药呋虫胺作为超高效、广谱性杀虫剂在水稻、蔬菜和水果上广泛应用,因其水溶性高,对水生生物的毒性不容忽视。本研究以斑马鱼胚胎为对象,参考OECD标准,在胚胎受精后30 min内,采用静态法染毒,观察其24 h、48 h、72 h、96 h的生长发育情况,根据死亡数计算呋虫胺对斑马鱼96 h-LC_(50),采用吖啶橙染色(acridine orange fluorescent,AO-F)和原位末端标记法(TUNEL)2种方法,检测其对斑马鱼96 hpf(hour post-fertilization,hpf)幼鱼的细胞凋亡情况。结果表明:呋虫胺对斑马鱼胚胎的96 h-LC_(50)为10.36 g·L~(-1)(95%置信区间为7.76~12.93 g·L~(-1)),属于微毒;较高浓度的呋虫胺能使斑马鱼的摆尾数、内心率、孵化率降低,对生长发育有延迟的作用,可导致部分斑马鱼色素褪去,出现心包囊肿、卵黄囊肿和尾部畸形的现象。且随着浓度的升高,在斑马鱼头部、腹部、尾部均有明显的细胞凋亡情况加重,其中以心脏和内耳尤为明显,呈规律的剂量-效应关系。     

马拉硫磷和百菌清胁迫下斑马鱼行为变化的研究

以马拉硫磷和百菌清为胁迫因子,本文研究了2种污染物暴露下斑马鱼行为强度的变化。首先通过急性毒性试验确定了2种农药对斑马鱼24 h、48 h、72 h、96 h的半致死浓度(LC50),其次以LC50-48 h为1个染毒单位(TU),在0.01 TU、0.1 TU、0.5 TU、1 TU、2 TU 5个条件下,本文开展了斑马鱼行为学研究。结果显示,48 h马拉硫磷暴露斑马鱼的LC50为5 mg·L~(-1),百菌清暴露斑马鱼的LC50为0.01 mg·L~(-1)。随着污染物浓度增大,综合行为强度变化幅度增大。在设置的暴露浓度下,斑马鱼的行为强度在急剧增大或减小后都出现了明显的调节适应过程,基本符合环境压力模型。通过比较在不同频率下的影响强度,马拉硫磷和百菌清暴露斑马鱼摆鳍所受影响最大。本研究提示,水质监测中可增加斑马鱼摆鳍观察指标。     

斑马鱼幼鱼运动行为测试评价饮用水安全

饮用水安全直接关乎人类的健康与安全,当前迫切需要全新的毒性测试方法对饮用水的潜在人类健康风险进行全面、准确和灵敏的评估和预警。本研究以反渗透技术(RO)取代常用的固相萃取,分别浓缩饮用水厂的进厂水、出厂水和管网水进行毒性试验水样的前处理。反渗透技术前处理方法可以避免传统固相萃取方法中使用的有机溶剂对行为学测试体系的干扰。RO浓缩后的饮用水对斑马鱼胚胎进行持续暴露,采用Viewpoint行为测试软件量化分析出生后第6天(6 dpf)斑马鱼幼鱼的运动行为,选择运动距离和转向行为作为测试终点,分析进厂水、出厂水及管网水的潜在毒性及可能变化。结果表明,暴露在进厂水的幼鱼出现了明显的行为变化,尤其在较高浓度(20倍浓缩)暴露时,运动距离相比对照组显著减少,同时伴有剧烈的转向等异常行为;管网水对斑马鱼幼鱼行为存在一定程度的影响,而出厂水对幼鱼的运动行为没有显著影响。研究结果反映出当前饮用水厂深度处理工艺可以有效降低进厂水的潜在毒性和健康风险,但是经供水管网输送后,其水质可能发生了改变,导致管网水可能存在潜在的毒性。本研究所采用的反渗透技术前处理技术及斑马鱼幼鱼的运动行为学测试方法,可用于未来建立评估饮用水水质安全的早期预警系统。     

垃圾渗滤液对斑马鱼的毒性及抗氧化酶活性的影响

在室内模拟条件下,以斑马鱼（Daniorerio）为受试动物,探讨生活垃圾渗滤液对斑马鱼的急性毒性及对其鱼鳃、肝脏中的过氧化物歧化酶（SOD）、还原型谷胱甘肽（GSI-I）及Na＋,K＋-ATP酶等3种酶的影响。结果表明,垃圾渗滤液对斑马鱼的96hLC50为13．2％。垃圾渗滤液对斑马鱼的急性毒性相对较高,斑马鱼对垃圾渗滤液毒性的敏感性强。慢性毒性测试结果显示,垃圾渗滤液对斑马鱼肝脏中SOD活性和GSH质量分数的诱导作用明显,对Na＋,K＋-ATP酶活性影响并不明显;垃圾渗滤液对斑马鱼鱼鳃中SOD活性影响显著（P〈0．05）。除Na＋,K＋-ATP酶外,斑马鱼的抗氧化防御相关生物标志物对渗滤液染毒胁迫具有相对较高的敏感性,SOD和GSH均可用作垃圾渗滤液慢性胁迫的有效生物标志物。     

六溴环十二烷(HBCD)对斑马鱼发育早期能量代谢及软骨、肌肉和鱼鳍发育的影响

六溴环十二烷(hexabromocyclododecane, HBCDs)是一种添加型阻燃剂,在环境中广泛存在。由于具有持久性、生物蓄积性和毒性等特征,HBCD很可能在水生生物体内富集并对其生长发育产生影响。将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的HBCD(0.1、0.5和1 mg·L^-1),通过油红O和阿尔新蓝染色观察幼鱼发育状况,并通过能量代谢及发育相关基因探讨可能的作用机制。结果表明,HBCD暴露影响了幼鱼对卵黄囊内生脂肪的吸收,并对幼鱼躯干骨骼肌、头部软骨和鱼鳍的发育产生损害。进一步研究发现,暴露组幼鱼体内ATP含量降低,ATP合成酶及电子呼吸链中还原性辅酶Ⅰ(NOX)和细胞色素C氧化酶(COX)等的活性显著降低;同时,早期发育相关基因如骨形成蛋白bmp、肌肉决定因子myod以及sox9a和wnt等基因的转录水平均受到显著抑制(P<0.05)。上述结果表明,HBCD会影响早期发育阶段的斑马鱼对卵黄囊营养物质的吸收,干扰体内能量代谢,导致能量供应不足,并通过bmp-sox9和wnt-myod等信号通路影响软骨组织、鱼鳍和骨骼肌的正常发育。     

不同浓度的五氯酚对斑马鱼运动行为的影响

由于突发性水源污染频发,建立一种实时的风险监测评估系统十分迫切。本研究通过在线生物监测仪实时记录斑马鱼在五氯酚(PCP)中暴露前后的3D行为响应数据,分别从运动轨迹、游动速度(中值)、浮出水面频率及熵值4个指标分析斑马鱼的行为响应。结果表明：与对照组相比,暴露于低浓度(0.25、0.5 mg·L^-1)的PCP中的斑马鱼,其游动速度(中值)和熵值呈递减趋势,但趋势不明显,其浮出水面频率有不同程度的增加;而暴露于较高浓度(1.0、2.0 mg·L^-1)的PCP中的斑马鱼,其游动速度(中值)、浮出水面频率、熵值约有10 min的急速升高之后降低;暴露于高浓度(4.0 mg·L^-1)的PCP中的斑马鱼,所有指标均呈明显下降趋势。这表明斑马鱼的毒性行为响应随PCP的浓度变化而变化,所以可以通过监测鱼类的行为变化来反映水体的污染状况。因此,鱼类行为学研究在高浓度突发性水源污染的实时监测方面具有一定的应用前景。     

BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的急性毒性及氧化应激作用

为研究2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)对斑马鱼胚胎-幼鱼急性毒性、氧化应激及细胞凋亡的影响,以受精后3 h的斑马鱼胚胎为染毒对象,用概率单位法计算BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的96 h-LC₅₀;再参照96 h-LC₅₀按一定比例级差设置0.25、0.5、1.0、2.0 mg·L^-1 4个浓度组和1个对照组(0 mg·L^-1)进行96 h半静水式毒性试验,检测斑马鱼超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和细胞凋亡情况。结果表明,BDE-47对斑马鱼96 h的急性毒性LC₅₀为3.77 mg·L^-1(95%可信区间1.93～10.27 mg·L^-1);2.0 mg·L^-1剂量组与对照组相比,SOD活性和MDA含量显著增加,且CAT活性与BDE-47染毒浓度之间存在明显的剂量-效应关系;0.5 mg·L^-1 BDE-47染毒96 h后,即观察到斑马鱼幼鱼出现明显细胞凋亡,主要集中于神经管和脑部。研究表明,BDE-47可以影响斑马鱼体内抗氧化防御系统,并能诱导细胞凋亡;BDE-47导致神经组织的氧化损伤可能在动物神经毒性中起重要作用。     

双酚A对斑马鱼成鱼肝脏功能基因转录调控的影响

运用实时定量即时聚合链式反应RT-PCR方法,研究了双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的功能基因转录水平的影响。结果显示,28 d半静水暴露以后,FGF8A和STAU 2 表现出传统的正剂量—效应关系,CLDN 1和CALCA的表达为倒剂量—抑制效应关系,SP 4基因在15 μg·L^-1 双酚A时表现为显著抑制效应,但是在150 和1 500 μg·L^-1却表现为显著的诱导效应。 试验进一步探讨了这些表达异常的基因在双酚A干扰去除后能否自我调节和修复。结果显示,CLDN 1能恢复到正常表达水平,而其他4个基因在低剂量组却维持原来的高毒性作用水平甚至表现出更高的毒性作用。研究证明双酚A对斑马鱼成鱼肝脏的基因转录调控具有一定的非单调剂量—效应作用。     

助溶剂甲苯和二甲基亚砜对斑马鱼胚胎发育的复合毒性效应

研究了甲苯和二甲基亚砜(DMSO)对斑马鱼胚胎生长、发育的毒性效应.实验结果表明:低剂量的甲苯(0.05%)单一暴露对斑马鱼胚胎发育有一定毒性,DMSO(0.45%)对斑马鱼胚胎无明显毒性;但甲苯与DMSO具有较强的复合毒性效应,随着DMSO含量的增加,与甲苯单一暴露组相比,斑马鱼胚胎死亡率显著增加、胚胎孵化率下降、胚胎发育迟缓并生成大量畸形;但甲苯以及甲苯和DMSO复合物对人胚肾HEK-293细胞株和人胃癌SGC-7901细胞株的活力均没有明显效应.DMSO可通过提高甲苯在水中的分散性,增加甲苯的神经毒性,但对离体实验模型无显著效应,故在选择不同生物模型评估有机污染物毒性效应时,需考虑不同类型助溶剂所产生的复合效应,以减少实验误差.     

卤代酚对斑马鱼的急性联合毒性效应研究

为了探讨卤代酚等毒性二元混合物联合毒性效应和评价其联合毒性效应的最佳方法,依次测定了6种卤代酚对斑马鱼的单一急性毒性和二元混合物的联合毒性,其中联合毒性作用类型采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)分别进行评价. 结果表明:单一卤代酚的生物毒性随着卤素原子数目在化合物中的增多呈增强趋势;卤代酚等毒性二元混合物的联合作用方式以部分相加和协同作用为主;毒性单位法(TU)和混合毒性指数法(MTI)可以较精确地评价卤代酚联合毒性作用类型.