人工沉积物中四氧化三铁纳米颗粒对斑马鱼胚胎发育和氧化应激水平的影响

由于天然水体中合成的四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4 NPs)含量未有可靠数据,因此就其安全阈值开展研究.本研究以模式动物斑马鱼为受试生物,将2 hpf的斑马鱼胚胎暴露在含有不同浓度Fe3O4 NPs的沉积物中,96 hpf后考察其对斑马鱼胚胎发育和氧化应激水平的影响.结果显示,随着沉积物中Fe3O4 NPs浓度的增加,...     

低硫燃料油对斑马鱼早期发育阶段的毒性效应

低硫燃料油(low sulphur fuel oil,LSFO)是指硫含量小于0.5%的燃料油.为控制航行过程中尾气硫化物的排放,减少大气污染,LSFO正逐步取代传统高硫燃料油在全球海域被广泛使用,但有关LSFO的环境风险和毒理学研究仍十分有限.本研究选取3种不同类型的LSFO：中质油WRG(wide range gas oil)、轻质油MGO(marine gas oil)和重质油VLSFO(very low sulphur fuel oil),通过制备其水溶性组分(water accommodated fractions,WAFs)溶液,综合分析LSFO及其WAFs的理化性质和组成成分;并以斑马鱼胚胎/仔鱼为受试生物,探究3类LSFO的WAFs的潜在生物毒性.结果表明,轻质油MGO及其WAFs中半挥发性有机物(semi-volatile organic compounds, SVOCs)、挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)和总石油烃(total petroleum hydrocarbon,TPH)含量之和最高,中质油WRG次之,重质油VL...     

氯化石蜡急性暴露对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

比较研究了8种商品化氯化石蜡(CPs)急性暴露对斑马鱼(Danio rerio)胚胎早期发育的影响.实验结果表明,浓度分别为1、5、10和20 mg.L-1的CPs暴露7 d后均不会造成斑马鱼胚胎死亡,对斑马鱼胚胎的孵化率也无明显影响,但部分商品化CPs暴露对斑马鱼幼鱼鱼鳔发育具有明显的致畸效应,且随着暴露浓度的升高,鱼鳔畸形率显著上升,存在着明显的剂量-效应关系;此外,4种未氯化的短链石蜡烃(C10—C13)暴露对斑马鱼胚胎发育没有明显的毒性.上述研究结果表明,CPs急性暴露可造成斑马鱼幼鱼鱼鳔发育畸形,而这种致畸效应与CPs的含氯量不相关,与CPs中未经氯化的短链石蜡烃也无相关性,CPs对鱼类胚胎早期发育的潜在毒性效应需要进一步关注.     

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。     

丙烯酰胺对斑马鱼各器官的毒性作用及生殖细胞的DNA损伤

在我国,聚丙烯酰胺(PAM)主要应用于石油开采,其长期暴露于环境中可以降解成有毒的丙烯酰胺(AM)。为探究在降解过程中AM的毒性作用,选择斑马鱼作为受试动物,进行AM长期毒性暴露40 d,考察了对斑马鱼的肝脏、脑组织、心脏、腮等器官的影响情况。结果表明:在2.04 mg·L~(-1)、6.12 mg·L~(-1)和18.36 mg·L~(-1)暴露浓度下,形态学观察斑马鱼的鳃丝,鳃小片和鳃细胞有严重的受损现象;随着浓度的升高斑马鱼肝脏、脑组织和心脏中MDA含量、LDH活力的升高,SDH和Na+-K+-ATPase活力的降低,均对其肝脏、脑组织和心脏造成氧化损伤作用,从而影响了斑马鱼体内细胞能量代谢过程。采用彗星试验检测斑马鱼的生殖腺细胞DNA损伤,结果显示暴露于浓度为2.04 mg·L~(-1)~18.36 mg·L~(-1)的AM后,斑马鱼的DNA损伤均表现为显著差异(P0.01)。上述研究结果均确定了AM对斑马鱼的毒性效应并可造成其生殖腺细胞的DNA损伤。     

马拉硫磷急性暴露对斑马鱼的行为毒性研究

以斑马鱼为受试生物,通过水质毒性生物监测仪记录行为轨迹,研究了亚致死浓度的马拉硫磷急性暴露下斑马鱼游动行为和群体分布等多项行为参数的变化。结果表明:斑马鱼对环境变化响应快速,游动速度短时间内急剧增大,之后下降再调整稳定至一定范围,变化趋势符合环境压力模型。游泳高度不断增大,暴露1 h后斑马鱼几乎全部集中到水箱上部,与暴露前水平差异显著。通讯行为参数平均距离和分散度在暴露后短时间内减小之后恢复到暴露前水平。通过解析斑马鱼的行为变化可以实现水体有机磷农药突发污染的早期预警。     

利用大型蚤和斑马鱼评价腈纶废水好氧-厌氧处理过程的急性毒性和遗传毒性变化

腈纶废水毒性较强且难以去除,对腈纶废水毒性及污水处理过程毒性削减能力进行评价,可为开发该类废水毒性减排技术提供科学依据。利用大型蚤及斑马鱼评价某腈纶废水的急性毒性和遗传毒性,及厌氧-好氧工艺对该废水毒性的削减能力。采用大型蚤活动抑制率和斑马鱼致死率表征废水急性毒性,采用斑马鱼肝细胞彗星尾矩表征废水遗传毒性。腈纶废水处理前对大型蚤和斑马鱼的急性毒性单位(TU)分别为1.2和2.9,经厌氧-好氧工艺处理后分别降至0.4和0.5。遗传毒性结果表明腈纶废水对斑马鱼肝细胞造成DNA损伤作用,经处理后遗传毒性仍显著高于阴性对照组。理化指标与毒性指标相关性分析表明,该废水氨氮与毒性显著相关,推测氨氮可能是该废水中的重要致毒因子之一。研究结果表明该腈纶废水采用现有厌氧-好氧工艺无法有效削减毒性,对受纳水体水生态环境造成潜在危害。     

硫代磷酸酯类化合物对斑马鱼的急性毒陛及QSAR分析

实验测定了9种硫代磷酸酯类化合物(倍硫磷、氨磺磷、氯硫磷、杀螟松、碘硫磷、皮蝇硫磷、异氯磷、甲基对硫磷、乙基溴硫磷)对斑马鱼(Brachydaniorerio)的急性毒性96h-LC50值,分别为0.95、4.52、1.95、3.03、0.85、0.56、3.44、3.44和0.82mg·L-1,其中倍硫磷、碘硫磷、皮蝇硫磷和乙基溴硫磷属于剧毒,其他5种(氨磺磷、氯硫磷、杀螟松、异氯磷和甲基对硫磷)属于高毒.以分子电性距离矢量(MEDV-13)有效表征硫代磷酸酯类化合物的分子结构,应用基于预测的变量选择与模型化(VSMP)方法建立急性毒性(-lgLC50)与分子结构(MEDV-13)的定量相关模型,模型的估计相关系数为0.9922,LOO检验相关系数为0.9796,表明模型具有良好的估计能力与稳健性.影响急性毒性的主要结构因素是由2个MEDV描述子表达的3个子结构碎片,即—CH3、—cCc和≥N=.其中子结构—CH3、—cCc与硫代磷酸酯类化合物母体骨架密切相关,而≥N=则反映取代基的变化.     

三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生长阶段的急性毒性比较

为探明三唑酮对鱼类不同生长阶段的毒性效应,以斑马鱼和稀有鮈鲫为测试生物,检测了三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生长阶段的急性毒性差异。研究发现,三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎为低毒,其96 h-LC50值分别为21.1(14.4~31.0)和14.2(9.65~20.9)mg·L~(-1);高浓度的三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫胚胎的孵化有明显的抑制作用,染毒96 h后,23.7 mg·L~(-1)三唑酮组斑马鱼胚胎的孵化率为4.17%,22.5 mg·L~(-1)三唑酮组稀有鮈鲫胚胎的孵化率为33.3%。三唑酮对斑马鱼仔鱼、幼鱼和成鱼为低毒,其96 h-LC50值分别为24.8、21.3、13.1 mg·L~(-1),三唑酮对稀有鮈鲫仔鱼、幼鱼和成鱼为中毒,其96 h-LC50值分别为9.96、7.89、6.89 mg·L~(-1)。因此,三唑酮对斑马鱼和稀有鮈鲫不同生长阶段的毒性效应排序一致,毒性从高到低顺序依次为:成鱼幼鱼仔鱼。试验结果表明,相对于斑马鱼,稀有鮈鲫对三唑酮的毒性作用更为敏感,三唑酮对稀有鮈鲫不同生长阶段的毒性均高于斑马鱼相应生长阶段的毒性。     

氯氰菊酯对唐鱼肝和鳃组织超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

在实验室条件下采用静水法生物测试,研究了氯氰菊酯对唐鱼(Tanichthys albonubes)的急性毒性及其对肝和鳃组织超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,氯氰菊酯对唐鱼24、48、72、96h半致死浓度分别为27.27、15.94、10.13、6.61μg·L-1;经1、3、5μg·L-1浓度处理6、12、24、48、72h,结果显示唐鱼SOD在低浓度氯氰菊酯的胁迫下呈现明显的浓度效应关系,将唐鱼SOD作为农药等污染物的污染指标具有重要的应用前景,为安全使用农药和防止水体污染提供有益的理论参考依据。     

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。     

甲基异噻唑啉酮对斑马鱼胚胎的急性毒性和机制研究

甲基异噻唑啉酮(methylisothiazolinone,MIT)作为防腐剂,广泛用于个人护理品、日用品和涂料中。MIT随着污水进入地表水循环,普遍存在于水体中,但目前关于MIT对水生生物毒性的研究还比较少。本文以模式生物斑马鱼的胚胎作为受试对象,评价MIT对斑马鱼胚胎的毒性。将受精后3 h的健康斑马鱼胚胎暴露于梯度浓度的MIT下,观察其对胚胎生长发育的影响,用吖啶橙(AO)染色检测细胞凋亡情况。结果发现,48 h暴露浓度大于1.0 mg·L-1的胚胎孵化被显著抑制,72 h浓度大于1.52 mg·L-1的幼鱼心率显著降低,统计96 h幼鱼死亡和畸形数,并重复验证和计算得到96 h半致死浓度(96 h 50%lethal concentration,96 h-LC50)为6.15 mg·L-1,96 h半致畸浓度(96 h 50%teratogenesis concentration,96 h-TC50)为3.89 mg·L-1,测量96 h胚胎体长,分析最小生长抑制浓度(minimum concentration to inhibit growth,MCIG)为2.31 mg·L-1,AO染色显示72 h胚胎的凋亡细胞主要集中在脑部和尾部。不同时期下镜检观察到,胚胎出现的畸形主要包括尾部发育不良,脊柱弯曲,卵黄囊水肿和心包水肿。此外,高浓度处理组24 h胚胎自主抽动次数增加,72 h和96 h活动能力减弱,触碰反应迟钝。因此,推断MIT对斑马鱼胚胎的发育有较大影响,同时有一定的神经毒性。根据《危险化学品鱼类急性毒性分级试验方法》,判定MIT对斑马鱼胚胎为高毒,该毒性实验结果可为MIT在工业生产和环境中的风险管理提供依据。     

4种农药复合污染对斑马鱼仔鱼联合毒性效应

为探明农药混合污染对斑马鱼的联合毒性效应,以斑马鱼仔鱼为研究对象,开展了氯氰菊酯、咪鲜胺、马拉硫磷和杀螟硫磷等4种农药的联合毒性效应研究。研究表明,氯氰菊酯、马拉硫磷,杀螟硫磷和咪鲜胺对斑马鱼仔鱼的96 h-LC_(50)值分别为0.12、17.88、12.39和1.45 mg·L~(-1)。根据96 h-LC_(50)值采用等毒比(1∶1)进行二元及多元联合毒性试验。二元农药混合污染(氯氰菊酯+马拉硫磷、氯氰菊酯+杀螟硫磷、氯氰菊酯+咪鲜胺和杀螟硫磷+咪鲜胺)对斑马鱼仔鱼联合作用表现协同作用。马拉硫磷+杀螟硫磷对斑马鱼仔鱼联合毒性在24 h时表现为协同作用,在其他不同时间均表现为相加作用。马拉硫磷+咪鲜胺二元农药对斑马鱼仔鱼联合毒性表现为拮抗作用。氯氰菊酯、咪鲜胺、马拉硫磷和杀螟硫磷4种农药的所有三元和四元混合污染对仔鱼联合毒性作用均表现为协同作用。研究表明,在真实的环境中,农药以混合物形式存在可能增加其对水生生物的毒性效应,给生态环境造成严重影响。     

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。     

林丹短期暴露对斑马鱼生长发育和繁殖的影响

以斑马鱼为受试生物,研究在低浓度(0.005、0.05、0.5峭μg·L-1)林丹暴露条件下,林丹对斑马鱼体长、体质量、肝脏指数、性腺指数、产卵量和受精率的影响.结果显示,经14 d暴露后,处理组斑马鱼体长和体质量与空白对照组或溶剂对照组之间差异不显著;与空白对照组和溶剂对照组相比,0.5μg·L-1处理组雄性和雌性斑马鱼肝脏指数均显著增加(P＜0.05),雄性斑马鱼性腺指数显著降低(P＜0.05),其他处理组无明显变化;林丹对斑马鱼产卵量和受精率表现出明显的抑制作用,与空白对照组相比,0.05和0.5μg·L-1处理组斑马鱼平均产卵量和受精率均极显著降低(P＜0.01).该研究表明林丹具有环境内分泌干扰物特性,在低浓度暴露条件下可对斑马鱼的生长发育和繁殖产生一定抑制影响.     

五氯酚暴露诱导斑马鱼胚胎细胞凋亡相关基因的变化及caspase-2基因克隆和系统进化分析

应用基因芯片技术研究发现,暴露于五氯酚的斑马鱼胚胎中有14个涉及细胞凋亡行为的基因表达发生了显著改变.利用生物信息学方法构建这些功能基因系统进化树,分析与环境毒物诱导的细胞凋亡行为密切相关的caspase-2基因和其他基因之间的同源关系.斑马鱼caspase-2基因由10个外显子和9个内含子组成,cDNA长1308bp,含一个开放阅读框(ORF),编码435个氨基酸.6种脊椎动物Caspase-2氨基酸序列的保守性及系统进化分析结果表明,在特定功能区结构域中氨基酸序列表现出较高的同源性,Caspase-2在进化上高度保守.利用RT-PCR技术,斑马鱼caspase-2基因cDNA被克隆并确认.研究结果表明斑马鱼caspase-2基因是一个研究细胞凋亡行为的模型分子,可为环境化合物的分子毒性评价及其机制研究提供一种分子标记。     

4种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂不同剂型对斑马鱼急性毒性效应

采用半静态法测定了4种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂原药及制剂对斑马鱼(Brachydonio rerio)急性毒性。结果表明,以实测浓度计,250 g·L~(-1)嘧菌酯悬浮剂对斑马鱼的96 h半数致死浓度(LC50)值为0.539 mg·L~(-1),急性毒性为高毒,95%嘧菌酯原药和50%嘧菌酯水分散粒剂对斑马鱼的LC50(96 h)值分别为1.09和1.21 mg·L~(-1),急性毒性均为中毒;98%啶氧菌酯原药和22.5%的啶氧菌酯悬浮剂对斑马鱼的LC50(96 h)值分别为0.0974和0.0972 mg·L~(-1),急性毒性均为剧毒;95%吡唑醚菌酯原药、15%吡唑醚菌酯悬浮剂和250 g·L~(-1)吡唑醚菌酯乳油对斑马鱼的LC50(96 h)值为0.0613、0.0549和0.0487 mg·L~(-1),急性毒性均为剧毒;95%醚菌酯原药和50%醚菌酯水分散粒剂对斑马鱼的LC50(96 h)值分别为0.468和0.702 mg·L~(-1),急性毒性均为高毒。这4种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对斑马鱼均有较高风险,会对其他水生生物也存在潜在的风险。     

孕激素左炔诺孕酮长期低剂量暴露对雄性斑马鱼的生殖毒性

孕激素是广泛使用的高生物活性药物,其残留广泛存在于水环境中,对水生生物造成潜在威胁。本论文研究孕激素左炔诺孕酮(LNG)长期暴露对雄性斑马鱼的生殖毒性。将斑马鱼胚胎暴露于环境相关浓度的LNG(10, 33, 100 ng·L~(-1))至性成熟(受精后142 d),得到100%的雄性斑马鱼。将得到的雄鱼与未暴露的雌鱼配对,结果发现100 ng·L~(-1) LNG处理组雄鱼使得未暴露雌鱼产卵的数量较对照组雄鱼使得未暴露雌鱼产卵的数量显著减少。33和100 ng·L~(-1)处理组雄鱼与未暴露雌鱼配对所得子代在受精后7 d内的存活率较对照组雄鱼与未暴露雌鱼配对所得子代的存活率显著降低。33 ng·L~(-1) LNG显著升高总活力、活跃精子活力、平均路径速度、直线运动速度、曲线运动速度等精子活力参数,但其他浓度的LNG并不影响精子的活力。LNG在33和100 ng·L~(-1)的浓度下显著降低雄鱼血浆中11-酮基睾酮(11-KT)的含量,且在3个浓度下均显著降低雄鱼血浆中雌二醇(E2)的含量,但对睾酮(T)无明显影响。此外,LNG暴露可干扰雄鱼大脑和精巢中孕激素受体(npr, mprα, mprβ)、雌激素受体(erα, erβ)以及雄激素受体(ar)的转录,可能通过这些受体途径参与生殖调控。研究结果表明环境相关浓度的左炔诺孕酮长期暴露可导致雄性斑马鱼的生殖内分泌干扰效应,并提示:仅雄鱼单独受孕激素暴露影响,也可能对鱼类种群的生殖产生深远影响。     

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.