镉胁迫下黑点青鳉(Oryzias melastigma)肝脏金属硫蛋白mRNA性别差异性表达研究

鱼类金属硫蛋白(metallothionein,MT)mRNA作为生物标志物已越来越多地应用到水环境重金属污染的监测中,然而重金属胁迫下鱼类MT mRNA表达是否具有性别差异性特征目前尚无相关报道。以海洋模式鱼类—黑点青鳉(Oryzias melastigma)为实验鱼类,首次克隆了其MT基因全长c DNA序列,分析了黑点青鳉MT基因和氨基酸序列特征,然后进一步研究了水体中镉暴露后雌、雄性黑点青鳉肝脏中MT mRNA表达的差异性。结果显示,黑点青鳉MT基因c DNA全长为385 bp,编码60个氨基酸,预测编码的多肽分子量为5 990 Da,含有脊椎动物MT基因特征性序列结构cys-x-cys、cys-x-x-cys和cys-x-cys-cys。镉胁迫下雌、雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA表达结果显示,在0.8,4.0和8.0μg·L-1环境浓度的镉暴露1~7 d条件下,与对照组相比,雄性黑点青鳉在所有的不同暴露浓度和不同暴露时间的实验组中肝脏MT mRNA几乎均被显著性诱导表达;而雌性黑点青鳉只在较高暴露浓度和较长暴露时间的实验组中才被显著性诱导表达,并且MT mRNA的表达水平比雄性低得多。上述研究结果表明,在相同的镉胁迫条件下,雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA的表达比雌性更敏感;以黑点青鳉MT mRNA作为生物标志物监测海洋环境重金属污染生物效应状况时,应选择更敏感的雄性黑点青鳉作为监测鱼类。利用生物标志物监测水环境污染物生物效应时,监测动物的性别差异是一个应当考虑的重要因素。     

Cu2+和Cd2+对日本青鳉（Oryzias latipes）早期发育阶段的急性毒性效应研究

为探究并比较淡水鱼种日本青鳉早期发育阶段对Cu2和Cd2等重金属胁迫的响应,在实验室通过半静态方式,对日本青鳉受精卵和仔稚鱼分别进行了48 h和96 h急性毒性实验.结果表明:Cu2对日本青鳉胚胎24、48 h-LC50分别为8.164 mg·L-1和6.965 mg·L-1;Cd2+对日本青鳝胚胎24、48 h-LC50分别为63.084 mg· L-1和53.093 mg ·L-1;较低浓度组Cu2+(≤1.97 mg ·L-1)时日本青鳉胚胎的发育速率快于对照组,而较高浓度组(≥3.87 mg·L-1)胚胎的发育速率则慢于对照组;与Cu2略有不同,无论浓度高低Cd2对胚胎的孵化速率均产生抑制作用;Cu2+和Cd2质量浓度分别高于1.97 mg·Lq和19.68 mg· L-1时,两种重金属离子均显著降低胚胎的孵化率(P＜0.05).Cu2对日本青鳉初孵仔鱼24、48、72和96 h-LC50分别为5361 mg·L-1、2.844 mg·L-1、2.020 mg·L-1和1352 mg·L-1;Cd2+对日本青鳉初孵仔鱼24、48、72和96 h-LC50分别为15.907 mg·L-1、10550 mg·L-1、7.986 mg· L-1和6346 mg·L-1;Cu2+对日本青鳉稚鱼24、48、72和96 h-LC50分别为5.732 mg·L-1、4.037 mg· L-1、2A98 mg·L-1和1.955 mg·L-1;Cd2+对日本青鳉稚鱼的24、48、72和96 h-LC50分别为16A19 mg·L、11.745 mg· L-1、8516 mg·L-1和6.776 mg· L-1.与其它淡水水生生物相比,日本青鳉仔稚鱼对铜和镉离子较为敏感.     

氯化镉、灭多威和硝基苯对日本青鳉(Oryzias latipes) 行为抑制的生物应急监测

研究了氯化镉、灭多威和硝基苯对孵化以后7d左右日本青鳉(Oryzias latipes)行为毒性。结果表明,在不同污染物中,随暴露浓度的增加,第1尾日本青鳉产生行为抑制的时间逐渐缩短,并且半数行为抑制时间(time ofhalf behavior inhibition,THBI,Y)随暴露浓度(X)呈现幂指数关系Y=aXb,其中20相似文献   

邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)长期暴露对海洋青鳉(Oryzias melastigma)内分泌干扰效应的评价

为探讨邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)长期暴露对海水生物的内分泌干扰效应及机制,将孵化后1周的海洋青鳉(Oryzias melastigma)分别暴露于DEHP(0.1 mg·L-1和0.5 mg·L-1)和MEHP(0.1 mg·L-1和0.5 mg·L-1)6个月。结果显示:DEHP显著增加了雌性和雄性海洋青鳉的肝指数,而MEHP只在高剂量时显著增加雄性青鳉的肝指数。对于雌性青鳉,DEHP暴露后肝脏雌激素相关基因ERα、ERβ、ERγ、VTG1、VTG2、ChgH和ChgL的表达水平显著上调,而对于雄性青鳉,DEHP暴露后,只有肝脏ERβ的表达水平显著上调。相比之下,MEHP暴露对雌性和雄性青鳉肝VTG和Chg基因表达无显著影响。DEHP激活了雌性和雄性青鳉的肝过氧化物增殖激活受体PPARα和PPARγ,而MEHP只在低剂量时上调了雄性青鳉PPARγ的表达。在雌性和雄性青鳉体内,VTG和Chg的表达与ERα和ERγ的表达显著相关,并且ER与PPAR也显著相关。研究表明,DEHP长期暴露可通过激活肝性激素受体调控肝雌激素响应基因(VTG和Chg)和过氧化物增殖激活受体(PPARα和PPARγ)的表达而对海洋青鳉产生内分泌干扰效应,并且显示出性别特异性。MEHP对海洋青鳉的内分泌干扰效应弱于DEHP。     

2种除草剂联合胁迫下日本青鳉的逐级行为响应(The Stepwise Behavioral Responses of the Japanese Medaka under the Joint Stress of Two Herbicides)

探讨了日本青鳉在两种除草剂阿特拉津和百草枯联合暴露下的逐级行为响应,采用水质安全在线生物预警系统(BEWs)记录行为强度数据,分析不同暴露浓度、不同暴露时间日本青鳉的行为响应.10、5、1和0.1TU的暴露浓度下行为反应时间分别为:0.74、7.7、29.4和42.2h,而每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显.结果表明:在两种除草剂的暴露下,日本青鳉的逐级行为响应既受化合物浓度高低的影响,又受暴露时间的影响,而且每个浓度两种药物不同配比暴露下的青鳉鱼的逐级行为响应基本一致,每个浓度不同配比之间行为反应时间差异明显,即两种作用机制不同的除草剂对日本青鳉的行为毒性是协同作用.     

基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

氰戊菊酯和氯化镉暴露下日本青鳉的行为反应差异

以天然河流中的日本青鳉(Oryzias latipes)行为变化规律为基础,采用水质安全在线生物预警系统(BEWs-1.1)对氰戊菊酯和氯化镉暴露下日本青鳉的行为反应进行了探讨.结果表明:1)在源水中,日本青鳉行为反应具有明显规律性,并表现出生物钟现象;2)氰戊菊酯和氯化镉连续暴露和间断暴露中,日本青鳉行为反应与污染物浓度和暴露时间均直接相关,并表现出相似的行为变化规律性,行为变化均符合生物行为的环境胁迫阈模型;3)高浓度(10mg·L-1)氯化镉间断暴露下的日本青鳉行为强度变化与低浓度(2mg·L-1)连续暴露下的行为强度变化差别不明显,而高浓度(10mg·L-1)氰戊菊酯间断暴露下的日本青鳉行为强度变化与低浓度(2mg·L-1)连续暴露时具有明显差异,高浓度暴露时产生了明显的行为毒性效应;4)器官损伤性污染物(如镉)引起的行为毒性效应在重新加入源水后可以得到部分恢复,而神经损伤性污染物(如氰戊菊酯)不可恢复,污染物不同的作用机理会影响水生生物的行为反应.     

水环境中重金属铜暴露下青鳉鱼的行为响应

采用生物行为传感器监测青鳉鱼在重金属铜暴露下的行为数据,分析不同暴露浓度(20、10、5、1和0.1 TU)下青鳉鱼的行为响应。20、10、5、1和0.1 TU的暴露浓度下青鳉鱼对重金属污染的行为反应模式符合环境胁迫阈值模型,且不同浓度梯度重金属对青鳉鱼产生不同的行为毒性效应。利用重金属作用下青鳉鱼的行为变化来研究重金属环境胁迫导致的生物行为响应机制,从而得到重金属暴露下生物行为的实时变化过程和趋势,可对水环境生态系统质量进行综合评价。     

Di (2-ethylhesyl)(DEHP)和Monoethylphthalate(MEHP)长期暴露对海洋青鳉(Oryzias melastigma)内分泌干扰效应的评价

为探讨邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)长期暴露对海水生物的内分泌干扰效应及机制,将孵化后1周的海洋青鳉(Oryzias melastigma)分别暴露于DEHP(0.1 mg·L^-1和0.5 mg·L^-1)和MEHP(0.1 mg·L^-1和0.5 mg·L^-1)6个月。结果显示：DEHP显著增加了雌性和雄性海洋青鳉的肝指数,而MEHP只在高剂量时显著增加雄性青鳉的肝指数。对于雌性青鳉,DEHP暴露后肝脏雌激素相关基因ERα、ERβ、ERγ、VTG1、VTG2、ChgH和ChgL的表达水平显著上调,而对于雄性青鳉,DEHP暴露后,只有肝脏ERβ的表达水平显著上调。相比之下,MEHP暴露对雌性和雄性青鳉肝VTG和Chg基因表达无显著影响。DEHP激活了雌性和雄性青鳉的肝过氧化物增殖激活受体PPARα和PPARγ,而MEHP只在低剂量时上调了雄性青鳉PPARγ的表达。在雌性和雄性青鳉体内,VTG和Chg的表达与ERα和ERγ的表达显著相关,并且ER与PPAR也显著相关。研究表明,DEHP长期暴露可通过激活肝性激素受体调控肝雌激素响应基因(VTG和Chg)和过氧化物增殖激活受体(PPARα和PPARγ)的表达而对海洋青鳉产生内分泌干扰效应,并且显示出性别特异性。MEHP对海洋青鳉的内分泌干扰效应弱于DEHP。     

水环境中重金属铜暴露下青鳉鱼的行为响应

本研究采用生物行为传感器监测青鳉鱼重金属铜暴露下的行为数据，分析不同暴露浓度(20、10、5、1和0.1 TU)下青鳉鱼的行为响应。20、10、5、1和0.1 TU的暴露浓度下青鳉鱼对重金属污染的行为反应模式符合环境胁迫阈值模型，且不同浓度梯度重金属对青鳉鱼产生不同的行为毒性效应。通过本研究，利用重金属作用下青鳉鱼的行为变化来研究重金属环境胁迫导致的生物行为响应机制，从而得到重金属暴露下生物行为的实时变化过程和趋势，可对水环境生态系统质量进行综合评价。     

Effects of dietary copper exposure on accumulation,growth, and hematological parameters in Cyprinus carpio

The influence of dietary copper (Cu) exposure on accumulation, growth, and hematological parameters was investigated in Cyprinus carpio after sub-chronic ingestion of 0, 250, 500, 750 or 1000?mg?kg^?1 for 60 days. The profile of Cu accumulation among tissues in C. carpio was dependent on the exposure period and Cu concentration. Liver of C. carpio was the predominant storage tissue and the order of Cu accumulation in tissues was liver?>?intestine?> gill?>?kidney?>?muscle. Cu concentration at >125?mg?kg^?1 reduced growth rate, and was inversely related to growth. The RNA?:?DNA ratios were not affected by exposure and there was no correlation between growth rate and RNA?:?DNA ratio in liver and muscle. There were no significant effects of exposure on blood parameters except for magnesium. Cu exposure time and dose increased the serum glutamic-oxaloacetic transaminase (SGOT) and serum glutamic-pyruvic transaminase (SGPT) activity levels.     

单独与混合暴露条件下褶纹冠蚌对Cu、Zn的积累与分布

采用室内模拟方法,在单独与混合暴露条件下研究了褶纹冠蚌(Cristaria plicata)对Cu、Zn的积累与分布特征.结果表明:褶纹冠蚌对水环境中的Cu、Zn具有良好的积累能力,持续暴露8d内,体内各组织重金属积累量基本呈线性上升,其中鳃与外套积累速率最快(p<0.05).Cu在褶纹冠蚌鳃、内脏团和生殖腺中的积累速率与Zn之间存在显著差异(p<0.05),且Cu、Zn之间在各组织中的积累拮抗作用明显.暴露前,Cu含量在褶纹冠蚌体内依次为:生殖腺>外套、内脏团>鳃、足>肌肉(p<0.05),变化幅度为10倍左右;Zn含量依次为:鳃>内脏团>生殖腺>足、外套>肌肉(p<0.05),变化幅度为4倍左右.暴露后,外套和鳃对Cu、Zn的积累量最高,且Cu、Zn含量在不同组织间的变化幅度明显增加.暴露前后,Cu含量在不同组织间的变化幅度均高于Zn.不同暴露条件下,褶纹冠蚌不同组织对Zn的浓缩系数(BCF)明显高于Cu.     

Cu在扇贝组织中的蓄积及其对酶活性的影响

采用暴露实验方法，研究了不同浓度的Cu（Cu^2＋）对栉孔扇贝（Chlamys farreri）鳃、肌肉、内脏团组织中Cu蓄积量及过氧化氢酶（CAT）活性的影响．结果表明：随水体中Cu浓度的升高，扇贝各组织中Cu蓄积量明显上升，Cu蓄积量顺序为：内脏〉鳃〉肌肉．Cu浓度对栉孔扇贝各组织中过氧化氢酶（CAT）活性均有明显影响，各组织中酶活性均随Cu浓度升高表现为抑制-诱导-抑制的规律．这表明，栉孔扇贝各组织中CAT酶对水体中Cu污染反映敏感，存在计量-效应关系，对海洋Cu早期污染具有指示作用．图2表1参19     

高锰酸钾及氯化锰对日本青鳉的急、慢性毒性(Toxic Effects of Potassium Permanganate and Manganese Chloride on the Early Life Stage of Japanese Medaka（Oryzias latipes）)

饮用水生产中投加高锰酸钾可能引起高锰酸钾及其副产物二价锰的毒性效应.利用日本青鳉的胚胎-幼鱼发育阶段评价了以高锰酸钾为预氧化剂的饮用水生产工艺安全性.结果表明,高锰酸钾对日本青鳉的LC50-96h为1.48mg·L-1.慢性暴露中,对孵化时间影响的最低可观察效应浓度(LOEC30d)为0.1mg·L-1;暴露于0.4mg·L-1的高锰酸钾对30d后日本青鳉的体长、体重、累计死亡率均有显著影响,但对孵化率率无显著影响.氯化锰(Mn2+)对日本青鳉的LC50-96h为550mg·L-1,对体重影响的LOEC30d为3.2mg·L-1.当高锰酸钾的使用浓度在0.5～1.5mg·L-1之间,其在滤后水中的高锰酸钾残余浓度低于检出限,而降解中间体产物Mn2+浓度小于0.5mg·L-1,均低于本文报道的LOECs数值.     

Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit Kfz-emittierter Platingruppenelemente (PGE) für die aquatische Fauna unter besonderer Berücksichtigung von Palladium

The uptake and accumulation of the traffic-related platinum group elements (PGE) Pt, Pd and Rh by the aquatic fauna was investigated. Zebra mussels, eels and barbels were maintained in water containing either road dust or ground catalytic converter material. Following the exposure, samples of fish liver and kidney, as well as the soft tissues of the mussels, were analysed. Our results revealed that all three catalytic noble metals were accumulated by aquatic organisms. The highest bioavailability was found for Pd, followed by Pt and Rh. The concentration factor of Pd forDreissena polymorpha was 5 times higher compared with Pd and only 6 times lower than the essential element Cu. With regard to the increasing emission of Pd the level of this metal has to be monitored very carefully in the environment.     

Growth inhibition in Japanese medaka (Oryzias latipes) fish exposed to tetrachloroethylene

A recent study in our laboratory has demonstrated that tetrachloroethylene (TCE) is acutely toxic to Japanese medaka (Oryzias latipes) larvae with a 96 hr-LC50 of 18 (17-19) mg/mL (Spencer et al., 2002). In the present study we hypothesize that TCE exposure induces a developmental effect in Japanese medaka. Growth and age specific sensitivity of Japanese medaka larvae were studied with four age groups (7, 14, 21 and 28 days old) to determine tetrachloroethylene effects on these parameters. The medaka larvae were exposed for 96 hours in a single concentration (10 mg/mL) of TCE. The toxic endpoints evaluated were larvae weight, length, water content and protein concentration. The study revealed that exposure of medaka larvae to this sub-acute concentration of TCE significantly reduced length and weight in the treated group. The difference in growth between control and treated groups was more obvious in age versus length, than in age versus weight. The dry weight-fresh weight ratio (dw/fw) was shown to be higher in the control group. Water content in TCE-treated medaka was higher than in the control group, and younger fry had more water content than older ones. A higher protein concentration was also observed in TCE-treated medaka compared to the control group. These results indicate that TCE has a profound effect on the growth and development of Japanese medaka larvae.     

Metal accumulation in sediment,water, and freshwater fish in a Dam Lake

Metal concentrations were determined in water, sediment, and freshwater fish samples (Squalus cephalus, Barbus esocinus, and Barbus xanthopterus) collected from Karakaya Dam Lake, Turkey, to estimate the risk of human consumption and pollution. Metal concentrations differed between the species (p??Zn?=?Cu in water and Fe?>?Zn?>?Mn?>?Ni?>?Cu in sediment. In general, the accumulation order of elements in the tissues all of the species sampled were found as Fe?>?Zn?>?Se?>?Mn?>?Cu?>?Ni?>?Cd in muscle, Zn?>?Fe?>?Mn?>?Se?>?Cu?>?Ni?>?Cd in gills, Fe?>?Zn?>?Se?>?Mn?>?Cu?>?Ni?>?Cd in liver and gonad, and Zn?>?Fe?>?Cu?>?Mn?>?Se?>?Ni?>?Cd in kidney. It was concluded that the fish from the dam lake are not heavily burdened with metals, but they should be controlled periodically to avoid excessive intake of trace metals by humans, and to monitoring the pollution of aquatic environment.