稀有鮈鲫集群行为在生物早期预警系统中的应用研究

以鱼类为指示生物的生物早期预警是一种高效快捷的水体污染物生态损害预警技术,然而,将鱼类的集群行为应用于生物早期预警的研究目前还较为缺乏。以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为实验对象,使用“集群分数”量化参数对其健康状态下的集群行为进行了观测和量化。根据24 h急性毒性暴露实验结果,通过梯度暴露实验和突发污染模拟实验2种方式测试了暴露于镉离子(Cd²⁺)、对氯苯胺和间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐(MS222)3种化学品下的稀有鮈鲫集群行为变化情况。结果表明,稀有鮈鲫具有明显的集群行为,其集群分数处于3～5之间,且对化学品的暴露具有明显的变化响应。3种化学品1 h暴露下对稀有鮈鲫集群行为的最低有影响浓度(LOEC)分别为3 mg·L^-1(Cd²⁺)、10 mg·L^-1(对氯苯胺)和11 mg·L^-1(MS222),且稀有鮈鲫的集群分数对化学品暴露的反应较为灵敏且迅速,在3种化学品加入后的10 min内即表现出明显的响应。因此集群分数是一种可用于量化鱼类集群行为的良好参数,且...     

幼鱼对乌梁素海浮游藻类生长影响的试验研究

通过室内模拟试验,验证了幼鱼对水体中的浮游藻类生长有着不可忽视的重要影响。试验结果表明:鲤、鲫幼鱼对浮游藻类有摄食作用,其中以蓝藻为主;随着藻类数量的降低,加之鱼类的活动,水体中的溶解氧含量从最初的8.23 mg/L下降到最终的5.96 mg/L;而总氮、总磷和化学需氧量也均有不同程度的下降。同时,建立以DO、TN、TP、COD为变量的藻类数量模型,验证结果表明模型的模拟效果良好。     

不同硬度条件下Cd~(2+)和Cu~(2+)对稀有鮈鲫的急性毒性

为研究水体硬度对稀有鮈鲫Cd~(2+)和Cu~(2+)毒性效应的影响,开展了96 h急性毒性试验。试验结果发现,当水体硬度(以CaCO_3计,下同)为50 mg·L~(-1)、250 mg·L~(-1)、450 mg·L~(-1)时,Cd~(2+)对稀有鮈鲫的96 h半数致死浓度(96 h-LC50)分别为4.30 mg·L-1、12.06 mg·L~(-1)、19.99 mg·L~(-1),对应的安全浓度(SC)依次为0.430 mg·L~(-1)、1.206 mg·L~(-1)、1.999 mg·L~(-1);Cu~(2+)对稀有鮈鲫的96h-LC50分别为0.046 mg·L-1、0.148 mg·L~(-1)、0.228 mg·L~(-1),对应的SC依次为0.0046 mg·L~(-1)、0.0148 mg·L~(-1)、0.0228 mg·L~(-1)。计算得到Cd~(2+)对稀有鮈鲫急性毒性与水体硬度的拟合方程为ln 96 h-LC50=0.687 ln H~(-1).243(r=0.998);Cu~(2+)对稀有鮈鲫急性毒性与水体硬度的拟合方程为ln 96 h-LC50=0.727 ln H-5.923(r=0.999),Cd~(2+)和Cu~(2+)对稀有鮈鲫的硬度斜率分别为0.687和0.727。这些结果表明,水体硬度可有效降低Cd~(2+)和Cu~(2+)对稀有鮈鲫的急性毒性,且稀有鮈鲫的硬度斜率与其他物种差异较大。在评估不同硬度水体下Cd~(2+)和Cu~(2+)的生物毒性及其生态风险时,应根据测试物种特异的硬度斜率而定。     

封闭群稀有鮈鲫对几种常见化学品的敏感性

采用96h急性毒性试验检测了稀有鮈鲫封闭群和野生群对重铬酸钾、五氯酚、氯化汞、对氯苯胺、氯化镉等几种常见化学品的敏感性差异,并通过7d亚慢性毒性试验以及胚胎-卵黄囊吸收阶段毒性试验检测了对氯苯胺、氯化镉对稀有鮈鲫封闭群的亚慢性毒性.急性毒性试验结果表明,Cr6+、五氯酚、Hg2+、对氯苯胺和Cd2+对稀有鮈鲫封闭群的96h LC50分别为69.0mg/L,111.4,56.9μg/L,35.5,12.2mg/L;Cr6+对封闭群的96h LC50低于野生群(99.8mg/L)(P0.05).胚胎-卵黄囊吸收阶段和7d亚慢性毒性测试结果表明,Cd2+和对氯苯胺暴露后封闭群在孵化率、畸形率、死亡率、生长等方面均表现出毒性效应,其中生长指标更为敏感.以生长为观测指标,2种试验的结果无显著差异,对Cd2+的NOEC均为0.1mg/L,胚胎-卵黄囊吸收阶段试验中对氯苯胺的NOEC为2mg/L,7d亚慢性毒性试验中对氯苯胺的NOEC为4mg/L.本研究证明了稀有鮈鲫封闭群对化学药品的敏感性高,可作为化学品生态毒理学测试的种源.     

溴氰菊酯对稀有鮈鲫早期生命阶段发育和内分泌干扰毒性

采用半静态水体暴露方式研究了水中溴氰菊酯对稀有鮈鲫早期生命阶段的发育毒性与内分泌干扰效应.结果表明,影响稀有鮈鲫胚胎孵化的LOEC (最低可观察效应浓度)>3.0μg/L;影响稀有鮈鲫仔鱼发育畸形和死亡指标的LOEC和NOEC (无可观察效应浓度)分别为1.0和0.33μg/L.低至0.04μg/L的溴氰菊酯暴露便可显著下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)表达量并上调甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量;0.11μg/L的溴氰菊酯暴露可以下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)、雌激素受体基因(ER1、ER2b)和芳香烃受体基因(AhR1a)的表达量,并上调甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量;0.33μg/L的溴氰菊酯可以下调稀有鮈鲫幼鱼体内雄激素受体基因(AR)、雌激素受体基因(ER1、ER2b)、芳香烃受体基因(AhR1a、AhR1b、AhR2)的表达量,并诱导甲状腺激素受体基因(TRβ)表达量的上调.上述作用浓度水平已经处于多个天然水体中溴氰菊酯的检出浓度范围,因此,关于水体残留溴氰菊酯对鱼类的内分泌干扰效应必须予以重视.     

基于SCGE的五氯酚对稀有鮈鲫DNA损伤的研究

采用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,研究了在不同的染毒时间内不同浓度的五氯酚(PCP)对稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)血细胞和肝脏细胞DNA的损伤.结果显示,各PCP染毒组细胞彗星尾部DNA含量 (%DNAT) 和彗星尾长(TL) 显著增加,与空白对照组比较,差异极显著(P0.926,说明在实验浓度范围内, 存在显著的浓度-效应关系.在同一浓度下,随着暴露时间的增加,处理组%DNAT和TL逐渐增加,存在显著的时间-效应关系.由于PCP可引起稀有鮈鲫血细胞和肝脏细胞DNA的严重损伤,因此稀有鮈鲫血细胞和肝脏细胞DNA的损伤可作为PCP遗传毒性的指示.     

稀有鮈鲫作为鱼类胚胎急性毒性试验受试鱼种的敏感性研究

通过验证稀有鮈鲫在鱼类胚胎急性毒性试验中的敏感性,评价其在鱼类替代试验中的应用潜力,为相关化学品测试国家标准的制定提供依据.选取3,4-二氯苯胺(3,4-DCA)、五水硫酸铜(CSP)、2,3,6-三甲基苯酚(2,3,6-TMP)、二甲基亚砜(DMSO)、七水硫酸锌(ZSH)、三甘醇(TEG)、氯化钠(SC)、十二烷基硫酸钠(SDS)、重铬酸钾(PD)、甲基异噻唑啉酮(MIT)、二苯甲酮(BP)、二氯苯氧氯酚(TCS)、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)、三唑酮(T)、多菌灵(C)和N-(4-氯苯基)-N'-(3,4-二氯苯基)脲(三氯卡班,TCC)16种化学品,按照《OECD化学品测试准则No.236鱼类胚胎急性毒性试验》,分别进行稀有鮈鲫胚胎急性毒性试验,将结果与稀有鮈鲫成鱼急性毒性试验结果比较,评价稀有觞鲫在不同生命周期对同一化学品的敏感性差异;同时与已有的或试验所得的斑马鱼胚胎急性毒性试验结果比较,评估稀有绚鲫胚胎与国际标准试验鱼种胚胎间的敏感性差异.稀有鮈鲫胚胎急性毒性试验96 h半数致死浓度(96 h-LC50)值与其成鱼及斑马鱼相比,敏感性类似,毒性值差异均未超过一个数量级.稀有鮈鲫作为一种中国本土的标准试验鱼种,其胚胎生物学特征与斑马鱼类似,其胚胎敏感性不亚于成鱼和其他国际标准鱼种,适宜进行鱼类胚胎急性毒性试验的应用.     

四溴双酚-A和五溴酚对红鲫甲状腺组织结构的影响

将红鲫(Carassius auratus)分别暴露于0.25 mg·l-1四溴双酚A(TBBPA)和0.05 mg·l-1五溴酚(PBP)中6周,采用组织切片的方法,观测红鲫甲状腺滤泡形态结构的变化,并以100 mg·l-1高氯酸钠(NaClO4)和0.25 mg·l-1氯化镉(CdCl2)作为参照,探讨TBBPA和PBP在体时(in vivo)对鱼类甲状腺可能的致毒机理.结果显示,经TBBPA和PBP暴露后,红鲫甲状腺发生了滤泡上皮增厚、细胞肥大和增生等现象,表明这两种溴化阻燃剂均能造成甲状腺结构的损伤.这与NaClO4所引起的甲状腺滤泡的变化非常相似,而与CdCl2所引起的滤泡上皮变薄刚好相反.由此推测,TBBPA和PBP在鱼体内可能引起甲状腺素水平的降低,进而导致甲状腺滤泡细胞的代偿性增生和肥大.     

化学品生态毒性测试鱼类模式生物的应用与展望

水生生物毒性测试广泛应用于评估化学品的水生态环境安全,而鱼类生态毒性数据为水生生态风险评估与风险管理提供基础。本文总结了现有的鱼类水生毒性测试标准及常用的物种。阐述了常用水生鱼类模式生物,如斑马鱼Danio rerio、青鳉鱼Oryzias latipes、黑头软口鲦Pimephales promelas等作为模式鱼类的特征及在生态毒性测试中的应用。环保部7号令推荐稀有鮈鲫Gobiocypris rarus作为中国本土生物在水生毒性测试中使用。目前公开发表的利用稀有鮈鲫的水生毒性研究多集中在急性毒性方面,对其他类型的研究如法规毒理相关的长期慢性毒性有待开展。     

中国本土鱼类模式生物稀有鮈鲫研究应用的历史与现状

稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)是一种中国特有的小型鲤科鱼类,从1990年开始,中国科学院水生生物研究所以培育新的实验鱼为目的,对稀有鮈鲫开展了系列的实验动物化研究,并推动其在各研究领域中的应用。随着我国化学品环境管理制度的建立,稀有鮈鲫已逐渐成为我国化学品测试中最重要的受试鱼类。本文综述了稀有鮈鲫分类地位、分布、形态特征、早期发育、生长、繁殖、遗传、对环境的适应性等方面的生物学特点,分析了稀有鮈鲫作为模式生物的优点,介绍了稀有鮈鲫实验动物标准制定进展。随着实验动物标准化工作的深入以及基因组测序工作的开展,稀有鮈鲫将更广泛地应用于相关的研究和检定,成为一种我国具有代表性的本土模式生物。