硝基苯对斑马鱼细胞DNA的损伤

硝基苯是重要的人造化工原料,人类的生产和生活使其可能成为水体和环境的污染源。为了解硝基苯对水产动物可能的致毒作用,采用单细胞凝胶电泳（SCGE）方法检测了不同浓度硝基苯染毒后的斑马鱼肝胰脏、肾脏、鳍条表皮和精子细胞DNA的损伤情况。当硝基苯的处理剂量在国家地表水环境质量标准（GB3838-2002）时（0.017 mg/L）,对斑马鱼肝胰脏、肾脏和精子细胞DNA的损伤不明显,分别为30%、33%和44%,与对照组相比差异不显著（P>0.05）;在同样浓度下,鳍条表皮细胞DNA受损率则高达69%。当硝基苯的浓度高于国家地表水环境质量标准时,可引起斑马鱼肝胰脏、肾脏、鳍条表皮和精子细胞DNA的严重损伤。处理剂量为0.106 mg/L时,其受损率分别为48%、62%、61%、82%;0.213 mg/L时分别为42%、87%、76%、56%;在0.425 mg/L时分别为52%、87%、75%、75%;在0.850 mg/L时分别为58%、95%、93%、85%;在1.700 mg/L时分别为62%、90%、99%、83%,以上各处理组与空白对照相比差异显著（P<0.05）。实验结果表明,当水环境中硝基苯的浓度低于国家地表水环境质量标准时,对斑马鱼的体细胞及精子细胞没有明显的毒性作用;硝基苯的浓度高于国家地表水环境质量标准时,对斑马鱼体细胞和精子细胞具有较强的毒害作用,且细胞DNA的受损率随着硝基苯剂量的增加而增加,并呈现一定的剂量损伤效应。因此,渔业水质标准中硝基苯的浓度不应高于国家地表水环境质量标准。     

用SCGE技术检验铬污染对鲫鱼肾细胞DNA损伤的研究

本文应用单细胞凝胶电泳(或彗星试验)研究了铬(Cr~(+3))对鲫鱼肾细胞DNA的损伤作用。结果表明,A组(0.8mg/l)、B组(1.6mg/l)和C组3.2mg/l)均可引起DNA的损伤。带有彗尾细胞的百分比值和彗尾长度均可依铬浓度增加而上升,呈现出剂量效应关系。本实验提示,铬浓度在不超过渔业水质标准的情况下,可引起鲫鱼肾细胞DNA的损伤。     

0#柴油对马粪海胆细胞DNA的损伤

如今,国际上石油烃泄漏事故频频发生,防止石油烃对海洋环境造成污染已经追在眉睫.随着海洋温度、光照、潮汐等方面的影响,很大一部分石油烃会沉入海底,对底栖生物造成影响.本文选取生活在海洋底栖环境中、在国际上作为模式生物—马粪海胆作为试验生物,利用单细胞凝胶电泳技术(SCGE),研究了石油烃对马粪海胆DNA的损伤程度.以0#...     

铜对菲律宾蛤仔鳃细胞DNA的损伤研究

应用单细胞凝胶电泳技术检测不同质量浓度下氯化铜对体外染毒的菲律宾蛤仔的遗传损伤程度。试验结果表明,氯化铜质量浓度为0～100μg/L时,与菲律宾蛤仔的遗传损伤程度存在明显的剂量——损伤效应关系。氯化铜质量浓度为10μg/L(Ⅱ类海水水质标准)时,即可引起菲律宾蛤仔DNA链的断裂,氯化铜质量浓度为50～100g/L的(Ⅲ～Ⅳ类水质标准),可引起菲律宾蛤仔的轻微遗传损伤。     

苯硫脲对斑马鱼黑色素生成及早期发育的影响

为探索苯硫脲抑制斑马鱼黑色素生成的最佳浓度及苯硫脲对斑马鱼早期发育的影响,用0.05～2.O mmol/L苯硫脲处理28-体节期斑马鱼胚胎,用1.0～15 mmol/L苯硫脲处理受精后2、10、24 h的斑马鱼胚胎.结果表明,在不同的发育时期,抑制黑色素生成的苯硫脲最佳浓度是不同的;且发育时期越早,斑马鱼对苯硫脲毒性越敏感;苯硫脲低于0.2 mmol/L时对斑马鱼孵化、存活和早期发育无显著影响;0.2 mmol/L苯硫脲导致斑马鱼孵化率降低;0.5～2.0 mmol/L苯硫脲导致斑马鱼的孵化率和存活率均降低,并引起斑马鱼畸形.     

斑马鱼早期胚胎发育囊胚sphere时期的蛋白组学研究

斑马鱼(Danio rerio)早期胚胎发育囊胚时期是胚胎发育过程的关键时期,利用i TRAQ蛋白质质谱分析技术,检测斑马鱼早期胚胎发育过程中囊胚sphere时期的蛋白质表达情况,并分析该时期表达的蛋白质的相应功能和参与调控的生物过程。以野生型斑马鱼发育至sphere时期即4 hpf的胚胎为样本,利用i TRAQ标记与LC-MS/MS串联质谱技术,结合数据库比对,对该时期表达的蛋白质进行定性和定量的鉴定分析。检测结果共鉴定到的总蛋白数为1 178个,利用生物信息学进行功能分析,发现这些蛋白广泛参与了细胞信号传递、细胞运动和细胞骨架构建、细胞增殖、细胞分化、物质合成与代谢等各项重要的生命活动过程。研究表明,利用i TRAQ标记的方法可以对4hpf时期的斑马鱼胚胎中的蛋白质进行有效的分离和鉴定,并初步建立了斑马鱼早期发育关键阶段sphere时期的蛋白质组表达图谱,以期为斑马鱼胚胎发育过程中蛋白质组学和调控机制的研究提供参考。     

jnk3基因在金鱼和斑马鱼不同发育时期胚胎与成体不同组织中的分化表达

JNKs是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族重要成员,参与应激反应和动物体轴的构建。为了进一步了解JNK家族在动物发育中的功能,首次分离和克隆了金鱼jnk3基因,研究了jnk3在金鱼和斑马鱼组织特异性和胚胎发育特异性表达状况。金鱼jnk3基因cDNA总长1 794 bp,其中阅读框1 293 bp,编码430个氨基酸。对jnk3基因序列及其推导的氨基酸序列进行同源性分析,结果显示,jnk3基因在脊椎动物较为保守,金鱼jnk3基因核苷酸序列与斑马鱼、人的同源性分别为94.1%和80.7%,金鱼jnk3基因氨基酸序列与斑马鱼、人的同源性分别为99.7%和93.4%。jnk3基因在鱼类成体中的表达存在着显著的组织差异,在金鱼和斑马鱼脑和精巢组织的表达具专一性,此外在斑马鱼心脏中也检测到jnk3的表达。RT-PCR检测结果显示,在鱼类胚胎发育中,神经胚期开始检测到jnk3基因mRNA表达,从神经胚到心跳期胚胎,jnk3基因表达水平逐渐增高,此后直至出膜一直保持较高的表达水平。研究表明,jnk3基因可能在鱼类后期的胚胎发育和成体脑、精巢与心脏发育中具有重要作用。     

三种抗氧化剂对氯化镉所致河蟹精子DNA损伤的保护作用

采用单细胞凝胶电泳技术与CASP软件检测和分析了3种抗氧化剂(VC,VE和Zn2SO4)对氯化镉所致河蟹离体精子DNA损伤保护作用的量效关系。以5mmol.L-1氯化镉处理河蟹精子DNA,表征DNA损伤程度的4个参数(L tail,TailDNA,TM,OTM)值与空白组相比显著增加,表明该氯化镉浓度下已对河蟹精子的DNA造成严重损伤。在此基础上,将河蟹精子加入到分别含有不同浓度抗氧化剂的氯化镉(5mmol.L-1)溶液中,研究不同浓度抗氧化剂对精子DNA的保护作用。其中VC的浓度分别为:400μmol.L-1,1mmol.L-1,3mmol.L-1,5mmol.L-1;VE的浓度分别为:50μmol.L-1,100μmol.L-1,200μmol.L-1,400μmol.L-1;Zn2 的浓度分别为:400μg.mL-1,1mg.mL-1,2mg.mL-1,4mg.mL-1。结果发现,上述3种抗氧化保护剂均对精子DNA具有一定的保护效果,其中VE和Zn2 添加组均随其浓度的增加,保护作用不断增强,当VE达到400μmol.L-1,Zn2 达到4mg.mL-1时,均表现出很好的保护效果;然而,VC在低浓度时保护作用随其浓度增加而加强,至3mmol.L-1时细胞拖尾率最低,即保护效果最佳,但在5mmol.L-1时细胞拖尾率又明显增加,即精子DNA又受到严重损伤,表明VC对精子DNA的保护作用具有一定的浓度范围。此外,与VC和Zn2 的保护作用相比,VE在400μmol.L-1浓度时表现出更好的保护效果。     

工业污水对黑斑蛙蝌蚪生长发育及DNA的影响

将黑斑蛙蝌蚪暴露于不同体积分数100%、20%、4%、0.8%和0%的工业污水中饲养,观察其生长发育过程,每7d记录平均体质量和平均体长及黑斑蛙的成活情况。对照组0%至100%工业污水处理后,蝌蚪的死亡率7d内,由3%升至100%;14d内,蝌蚪体长平均增长率由43.7%降至21.1%,每增高5倍体积分数,体长平均增长率降低5.6%;蝌蚪体质量平均增长率的影响由238.5%降至135.6%,每增高5倍体积分数,体质量平均增长率降低25.7%。采用单细胞凝胶电泳技术,利用CASP软件检测分析工业污水对黑斑蛙蝌蚪血细胞DNA损伤。结果表明,DNA损伤呈现剂量效应和时间效应,彗星图像拖尾增加,尾长、尾部DNA含量和Olive尾距显著增加。因此,本研究可为水质监测、水产养殖等领域提供科学依据和理论基础。     

团头鲂和斑马鱼鳞片的发生发育过程比较研究

为探究鱼类鳞片的发生发育过程,以团头鲂(Megalobrama amblycephala)和斑马鱼(Danio rerio)为实验对象,结合形态学和组织学方法,对这两种鱼的鳞片发生发育过程进行了系统的比较研究。结果显示:团头鲂和斑马鱼分别在出膜后24 d和39 d开始出现鳞片,鳞片首次出现时的体长分别为16.3～19.7 mm和8.5～9.2 mm。鳞片分别于出膜后44 d和47 d,体长达到23.9～24.6 mm和12.1～12.5 mm时覆盖完全。团头鲂的鳞片最先出现于鳃盖后缘侧线处,随着体长的增加,沿着侧线向尾部逐渐覆盖,侧线下方的覆盖速度快于侧线上方。相比之下,斑马鱼的鳞片最先出现在尾柄侧线处,随着体长的增加,鳞片沿着侧线向头部逐渐覆盖,其水平覆盖的速度快于垂直覆盖的速度。组织学结果表明,团头鲂和斑马鱼鳞片的发生主要经历了形态发生早期、形态发生晚期、分化早期、分化晚期和折叠期,共5个时期。相关性分析结果表明,团头鲂、斑马鱼的体长和日龄均与鳞片的覆盖率有相关性,其中体长与鳞片的覆盖率相关性更高。     

Detection and partial characterization of a UV-damaged-DNA binding activity highly expressed in zebrafish (Danio rerio) embryos

The expression of distorted DNA-binding factors was studied in developing zebrafish (Danio rerio) using UV-damaged DNA as the binding target. A strong and high-shifting binding activity was detected in the extracts of zebrafish early embryos (12 h after fertilization), and the expression of this activity dramatically decreased in 60 to 84-h-old zebrafish. The embryonic extracts produced a similar pattern of high-shifting complexes after incubating with a CPD-specific or a 6-4PP-specific probe, while different types of low-shifting complexes were generated by the extracts of 84-h-old larvae. The formation of high-shifting complexes was suppressed in the presence of NaCl at 0.25 M or higher concentrations, yet the production of low-shifting complexes was stimulated by increasing salt concentration. The binding activity expressed in zebrafish embryos was apparently unrelated to NER-associated damage-recognition protein XPA, since two polypeptides recognized by an anti-human XPA antibody were detected only in 84-h-old zebrafish extracts. A competitive binding assay indicated that both CPDs and 6-4PPs were recognized by the same binding activity expressed in 12-h-old zebrafish, and this activity contained at least two protein fractions that were eluted from a DEAE-cellulose column by NaCl at 0.1 M and 0.2 M. UV crosslinking of the two NaCl eluates to a 6-4PP probe produced covalent complexes with the same electrophoretic mobility except one 34-kDa complex generated by the 0.1 M NaCl eluate, suggesting the existence of two multisubunit damage-recognition protein complexes in zebrafish embryos. UV-binding factors found in 12-h-old zebrafish embryos may be involved in processing developmental stage-specific DNA structures similar to UV-damaged DNA. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

超低温冷冻对中华绒螯蟹胚胎线粒体DNA的影响

为了解超低温冷冻对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)胚胎线粒体DNA影响,选取细胞分裂期胚胎为研究对象,研究了4种玻璃化液处理和超低温冷冻对胚胎线粒体DNA的影响。结果表明:经过玻璃化液处理和冷冻后,胚胎线粒体上的Cytb基因能被稳定扩增,PCR电泳产物大小约1 600 bp,产物经回收后进行双向测序、比对和校正,获得10条Cytb基因全序列,长度为1 135 bp,其中有5个核苷酸变异位点,1 135 bp的Cytb基因序列一共编码378个氨基酸残基,从ATG第一位起始密码子开始到1 140位终止。经过玻璃化液处理和冷冻后,胚胎线粒体上的COI基因也能被稳定扩增,PCR电泳产物大小约1 600 bp,产物经回收后进行双向测序、比对和校正,获得10条COI基因全序列,长度为1 534 bp,其中有6个核苷酸变异位点,1 534 bp的COI基因序列一共编码511个氨基酸残基,从ATG第一位密码子开始到1 533位终止。经过玻璃化液处理和冷冻后,中华绒螯蟹胚胎线粒体上Cytb和COI基因共有11个位点发生了变异,但不同的玻璃化液处理和冷冻对碱基变异没有影响,发生的碱基变异中存在4种类型,即G→A、A→G、C→T、T→C,变异间只有转换发生,没有颠换发生,这些变异均未引起相应氨基酸残基的变异。     

Limitations for prolonged chilled storage of zebrafish (Danio rerio) embryos

Chilled storage of zebrafish embryos is possible for up to 33 h at 8 °C without a loss in viability. In the present study, higher chilling temperatures in the range of 10–16 °C were tested to extend the storage periods to 65 h. It was also investigated whether prevention of microbiological growth with antibiotics and iodine, and stabilization of the quality of the storage solution by regular changes and constant aeration had an effect on the embryo and larvae viability. At incubation temperatures of 10 and 12 °C, the embryo development was completely arrested; at 14 and 16 °C, it proceeded slowly. At 10 °C, the percentage of embryos developing to the long‐pec stage was significantly lower than those at 12, 14 and 16 °C and in the control. At 10 and 12 °C, the percentage of embryos developing to the long‐pec stage decreased with increasing chilling period, while it remained constant at 14 and 16 °C. All chilling treatments resulted in low hatching rates <25% and many larvae showed malformations. Supplementation of storage solutions with antibiotics and iodine had no effect on the embryo and larvae viability, similar to regular solution changes and constant aeration.     

UV-B辐射对三角褐指藻DNA伤害的研究

运用生态毒理学和生物化学的方法研究了紫外线对三角褐指藻DNA的伤害作用。结果表明，低剂量的UV-B辐射对三角褐指藻的生长有促进作用，而高剂量的UV-B辐射则有抑制作用。随着UV-B辐射剂量的增加，三角褐指藻DNA损伤程度加剧。而UV-B辐射处理解除后，DNA的损伤可明显恢复。说明DNA的损伤可在一定程度上指示海洋微藻受UV-B辐射伤害的程度。     

悬沙胁迫下日本囊对虾仔虾的生长和DNA损伤

以日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)仔虾为受试生物,研究不同悬沙浓度(0、l0、50、100、500和1 000 mg/L)下仔虾的存活率、增重率、RNA/DNA比率变化和DNA损伤情况,探讨悬沙对仔虾的影响.结果表明,低浓度悬沙(＜500 mg/L)对仔虾的存活率、增重率、RNA/DNA比率和DNA损伤指标无显著影响.高浓度悬沙(≥500 mg/L)为仔虾生长蜕皮提供隐蔽场所,减少自残,但在提高存活率的同时,影响仔虾摄食,表现为仔虾的增重率和RNA/DNA比率与对照组相比显著下降(P＜0.05),且增重率和RNA/DNA比率之间具有显著的正相关性(P＜0.05).在高浓度悬沙组(≥500 mg/L)中,作为DNA损伤指标,彗星细胞拖尾率、尾长和尾矩与对照组相比均显著增加(P＜0.05),但不同的指标灵敏度不同,尾长和尾矩灵敏度较拖尾率更高.结论认为,RNA/DNA比率和DNA损伤指标能够有效评估悬沙对仔虾生长的影响.     

重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

在半静态水的条件下,研究了铜离子(Cu~(2+))、镉离子(Cd~(2+))和汞离子(Hg~(2+))对斑马鱼(Danio rerio)胚胎发育的单一和联合毒性效应。采用48 h、72 h、96 h致死率和72 h、96 h孵化抑制率作为生理毒性终点,以其半数致死浓度(LC50)值作为毒性评价标准。结果表明:Cu~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)对斑马鱼胚胎的48 h-LC50分别为0.58 mg·L~(- 1)、0.72 mg·L~(- 1)和0.000 46 mg·L~(- 1),72 h-LC50分别为0.39 mg·L~(- 1)、1.15 mg·L~(- 1)和0.000 30 mg·L~(- 1),96 hLC50分别为0.08 mg·L~(- 1)、0.19 mg·L~(- 1)和0.000 18 mg·L~(- 1);Cu~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)的72 h孵化抑制率的LC50分别为0.05 mg·L~(- 1)、0.01 mg·L~(- 1)和0.000 04 mg·L~(- 1),96 h孵化抑制率的LC50分别为0.06 mg·L~(- 1)、0.05 mg·L~(- 1)和0.000 11 mg·L~(- 1);Cu~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)对斑马鱼胚胎毒性大小顺序为Hg~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)。Cu~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)对斑马鱼胚胎的致死率和孵化抑制率均具有明显的剂量-效应关系,72 h孵化抑制率可以作为斑马鱼胚胎最敏感的毒性终点指标。分别用单一毒性Cu~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)的96 h-LC50值,按毒性单位1∶1两两混合,对斑马鱼胚胎在第48、第72、第96小时的联合毒性均为协同作用;按毒性单位1∶1∶1混合共存时,对斑马鱼胚胎在第48、第72、第96小时的联合毒性均为拮抗作用。     

超低温冷冻对俄罗斯鲟精子顶体酶活性及DNA损伤的影响

选取6 ind健康的雄性俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti),经人工催产后获得成熟的精子,研究超低温冷冻(-196℃)对俄罗斯鲟精子顶体酶活性及DNA损伤影响。结果显示:俄罗斯鲟鲜精中顶体酶的平均活性为(36.18±2.54)μIU·10-6,经过超低温冷冻后,精子顶体酶活性显著降低,添加抗冻保护液精子中顶体酶活性降至(21.55±0.79)μIU·10-6,未添加抗冻保护液精子中顶体酶活性降至(9.58±1.08)μIU·10-6,且三者间有显著性差异(P0.05)。单细胞凝胶电泳结果表明,俄罗斯鲟鲜精彗星率为(37.33±7.77)%,添加抗冻剂后冻精的彗星率为(63.67±5.13)%,未添加抗冻剂直接冷冻彗星率高达(86.00±3.61)%,三者间有显著差异(P0.05)。用CASP分析软件分析测量彗星拖尾长度(L tail)、彗星尾部DNA的相对含量(Tail DNA)、尾动量(TM)、Olive尾动量(OTM)等各项表征DNA损伤的指标,发现冻精组的各项指标均显著高于鲜精组,未添加抗冻剂直接冷冻组又高于添加抗冻剂组,3组间有显著性差异(P0.05)。本研究结果表明:超低温冷冻能导致精子顶体酶活性下降和DNA损伤,抗冻剂对精子具有保护作用。     

Stress-induced apoptosis by heat shock, UV and γ-ray irradiation in zebrafish embryos detected by increased caspase activity and whole-mount TUNEL staining

SUMMARY: Environmental stress-induced apoptosis in zebrafish Danio rerio embryos was characterized by assaying caspase-3-like activity and whole-mount terminal deoxynucleotidyl nick-end labeling (TUNEL) staining. Severe stress conditions, such as heat shock at 39°C for 1 h, ultraviolet light at 10–100 mJ/cm² and γ-ray irradiation at 5–20 Gy induced extensive apoptosis in embryos. Apoptotic cells were observed after the bud and 1-somite stages in normal embryos by TUNEL staining, and after stress treatment many TUNEL-positive cells were found in the enveloping and deep cell layers and the larval fin. The caspase-3-like activity increased severalfold during stress-induced apoptosis in a dose-dependent manner. These findings indicate that apoptotic pathways, mediated by caspase-3-like activity, play a major role in zebrafish embryogenesis under stress conditions.     

低浓度铜暴露导致梨形环棱螺氧化胁迫及DNA损伤的研究

采用暴露重金属的方法,研究了不同浓度硫酸铜（Cu2+ 分别为0、0.005、0.01、0.02、0.05 mg•L-1）在不同暴露时间（0—14 d）下对梨形环棱螺（Bellamya purificata）肝脏和鳃组织线粒体的活性氧（ROS）含量、肝脏和鳃组织中金属硫蛋白（MT）含量和DNA单链断裂程度的影响,探讨Cu2+ 对梨形环棱螺的氧化胁迫和DNA损伤及MT防御作用的机理。结果表明：Cu2+对梨形环棱螺肝脏和鳃线粒体ROS水平、肝脏和鳃组织DNA损伤和MT含量均有明显的影响。ROS 含量在实验开始时持续上升,肝脏和鳃线粒体ROS分别在第7d（除0.005剂量组外）和第4d 达到最高点,随后下降,但直到第10d 时仍显著高于对照组。肝脏和鳃组织DNA 单链断裂程度随Cu2+暴露剂量和暴露时间而显著增加。暴露于Cu2+ 后,F 值迅速降低,随后,F值开始上升,在第2d 时的 F值达到峰值;随后DNA 单链断裂程度继续加重,第5d后F值持续下降,至第10-14 d 时达到稳定水平。第10-14 d 时,肝脏组织0.005、0.01、0.02和0.05剂量组间的F值没有显著差异。MT在整个实验期间均处于诱导状态,0.01剂量组肝脏的MT在整个实验期间均被极显著地诱导（p <0.01）,0.01剂量组的鳃组织MT除第10 d 外也被极显著诱导（p <0.01）。在暴露14d 时,除0.05 mg/L剂量组的肝脏MT外,其余均处于极显著诱导状态（p <0.01）。