长江水生生物资源与环境本底状况调查(2017—2021)

长江是中华民族的母亲河,为了落实长江大保护,农业农村部统筹部署设立长江渔业资源与环境调查(2017—2021)。由中国水产科学研究院总牵头,中国水产科学研究院长江水产研究所技术总协调,联合流域内外24家科研院所和高校,对长江流域重点水域的鱼类种类组成及分布、鱼类资源量、濒危鱼类、长江江豚、渔业生态环境、消落区、捕捞渔业和休闲渔业等7个专题开展了系统调查。调查结果显示,(1)长江历史(2017年前)分布鱼类记录有18目37科163属443种,本次调查中有135种鱼类未采集到,新采集到15种外来鱼类;(2)当前鱼类资源数量约为8.86亿尾,重量约为12.48万t,仅相当于20世纪50年代的27.3%、80年代的58.7%,流域性优势种为鲤、鲫、鲢、黄颡鱼、短颌鲚、鲇、蛇、草鱼、光泽黄颡鱼、䱗、鳜、铜鱼、翘嘴鲌、鳊、鳙,重量占比达50%,数量占比达45%;(3)长江流域的国家一、二级重点保护鱼类29种(属),本次调查共记录到15种,白鲟已被IUCN认定灭绝,鯮和鲥已多年未见野生个体,长江鲟被IUCN认定野外灭绝,中华鲟、胭脂鱼和松江鲈多年未见自然繁殖;(4)2017—2021年,长江中下游干流、洞庭湖和鄱阳湖的长江江豚个体数量整体稳中有升,分布范围有所扩大;(5)长江流域水质总体较好,整体符合渔业水质标准;(6)长江流域重点水域2019—2020年最大水面19663 km^(2),最小水面14281km^(2),消落区总面积6337 km^(2),其中反季节性消落区633 km^(2);(7)禁捕前,长江捕捞渔业从业者以初中学历以下的中老年为主。调查结果表明,长江全面禁捕退捕是长江水生生态系统保护的生态工程,更是渔民产业转型生存条件改善的民生工程,禁捕后鱼类资源将有显著恢复,长江江豚种群规模也有望稳中有升,但濒危鱼类的处境依然堪忧,衰退的消落区将成为制约未来长江水生生态系统恢复的限制性因素。作为长江流域重要水域全面禁捕前展开的系统调查,本调查结果可以为长江禁捕效果评估提供基准。

杀虫剂对羽摇蚊四龄幼虫的急性毒性研究

测定了4.5%氯氰菊酯乳油、10%苯扎溴铵溶剂和5%马拉硫磷溶剂3种杀虫剂对羽摇蚊四龄幼虫的急性毒性。结果表明,3种杀虫剂处理羽摇蚊幼虫4天,随着杀虫剂浓度的增加,每天的存活率呈下降趋势。氯氰菊酯对羽摇蚊幼虫的24h-LC50、48h-LC50、72h-LC50、96h-LC50分别为20.865、3.073、0.801、0.375mg/L,苯扎溴铵对羽摇蚊幼虫的24h-LC50、48h-LC50、72h-LC50、96h-LC50分别为1.358、0.201、0.024、0.013mg/L;马拉硫磷对羽摇蚊幼虫的24h-LC50、48h-LC50、72h-LC50、96h-LC50分别为15.393、3.343、0.613、0.305mg/L。苯扎溴铵对羽摇蚊四龄幼虫的毒性最高,其次为马拉硫磷,氯氰菊酯毒性最低。

典型重金属、多环芳烃及菊酯类农药对唐鱼的急性毒性效应

采用静水法生物毒性测试研究重金属(铜和镉)、多环芳烃(菲和萘)及有机农药(溴氰菊酯和氯氰菊酯)3类物质对唐鱼的急性毒性,详细描述中毒症状并进行了安全质量浓度评价。结果表明,铜和镉对唐鱼的96 h的LC50分别为0.054和4.610 mg/L,其中铜属于极高毒物质,镉属于高毒物质,其安全质量浓度分别为0.005和0.461 mg/L;菲和萘对唐鱼96 h的LC50分别为0.913和10.849 mg/L,菲属于极高毒物质,萘属于中毒物质,其安全质量浓度分别为0.091和1.085 mg/L;溴氰菊酯和氯氰菊酯对唐鱼96 h的LC50分别为1.217和6.256μg/L,均属于极高毒物质,安全质量浓度分别为0.122和0.626μg/L。唐鱼对这3类污染物质均有较高的敏感性,适合作为水体污染的监测生物。

镉对食蚊鱼(Gambusia affinis)的急性毒性效应

以食蚊鱼(Gambusia affinis)为受试生物,采用半静水式急性毒性试验和亚急性毒性试验,分别测定Cd2+对食蚊鱼的半致死质量浓度(LC50)和超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、谷胱甘肽转硫酶(GST)活性及组织结构变化,检测镉对食蚊鱼的毒性作用,以探讨Cd2+在水环境中的毒性及食蚊鱼在环境科学研究中的应用。结果表明,Cd2+对食蚊鱼96 h的LC50为22.55 mg/L,属于高毒物质。相同Cd2+暴露质量浓度下,随暴露时间延长,SOD和CAT活性总体表现为先升高后降低的趋势,GST活性则总体表现为先升高后降低、且趋于稳定的趋势。Cd2+暴露后食蚊鱼肝和鳃组织会出现不同程度损伤。研究表明,Cd2+对食蚊鱼属于高毒物质,验证了食蚊鱼对化学品Cd2+的敏感性。

拉萨市茶巴朗湿地的外来鱼类

茶巴朗湿地是拉萨河中下游地区的重要湿地之一。近年来,由于人类活动的影响,大量外来鱼类进入湿地,湿地的鱼类群落格局发生了较大变化。于2009年4月和2013年4月对茶巴朗湿地的鱼类资源进行了调查。结果表明:2009年,茶巴朗湿地鱼类群落格局以外来鱼类为主、残存有部分土著鱼类,2013年外来鱼类完全占领了该湿地,土著鱼类基本消失。目前,茶巴朗湿地的鱼类主要为外来种麦穗鱼(Pseudorasbora parva)、小黄黝鱼(Micropercops swinhonis)、鲫(Carassius auratus)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、大鳞副泥鳅(Paramisgurnus dabryanus)以及棒花鱼(Abbottina rivularis);土著鱼类仅极少量残存的高原鳅(Triplophysa)和裂腹鱼(Schizothorax)类。外来鱼类已在茶巴朗湿地建立了自然种群,这对与湿地相通的拉萨河流域的土著鱼类资源构成了较大威胁。防止茶巴朗东部鱼池养殖鱼类的逃逸、提高藏民对外来鱼类的识别能力及其危害的认知、清除外来鱼类、重新引入土著鱼类等措施对于茶巴朗湿地鱼类及生态系统恢复将有重要意义。

唐鱼热休克蛋白60基因cDNA克隆及表达

采用RT-PCR和RACE技术,成功克隆了唐鱼(Tanichthys albonubes)热休克蛋白60基因cDNA全长序列,命名为TaHSP60(GenBank登录号:HM234132)。研究表明:该基因序列全长为2 486bp,5'端非翻译区(URT)102bp,3'URT 656bp,开放阅读框(ORF)1 728bp,编码575个氨基酸。序列比对分析表明唐鱼HSP60与斑马鱼(Danio rerio)的相似性高达96.2%,与鲫(Carassius auratus)、褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)、大西洋鲑(Salmo salar)以及非洲爪蟾(Xenopus tropicalis)的相似性分别为93.2%、89.7%、88.3%和83.8%。Clustal X比对结果表明:该序列含有典型的mt-HSP60特征序列、ATP结合位点,以及C末端保守的重复区域GGM。进化分析结果表明,唐鱼HSP60与斑马鱼HSP60聚为一支,二者亲缘关系较近。荧光定量PCR显示唐鱼HSP60的mRNA在肝脏、肌肉、鳃、鳍条、眼睛、卵巢、肠道和脑等8种组织中均有表达,其中肝脏中表达量最高,而在鳃和鳍条呈微量表达。统计分析表明,其他各组织与肝脏相比均有显著差异。铜暴露后,唐鱼肝脏HSP70mRNA表达水平分别在48h和96h出现上调,均显著高于对照组。

重金属镉对鱼类的毒性研究概况

重金属镉是一种常见水环境污染物,具有难降解、易残留和不可逆性等特点,综述了重金属镉对鱼类的影响,通过分析镉对鱼类个体、抗氧化系统、组织结构和基因表达的毒性效应,来阐述镉对鱼类的影响机制。

Cu^(2+)对羽摇蚊幼虫(Chironomus plumosus)口器致畸作用和抗氧化酶活性的影响

采用静水生物测试法研究Cu2+对羽摇蚊幼虫的急性毒性效应。设定0.005、0.010和0.020 g·L-1 3个Cu2+浓度梯度进行急性暴露试验,分别于试验24、48、72和96 h时测定摇蚊幼虫组织匀浆超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽-S转移酶(GST)的活性。结果表明,Cu2+对羽摇蚊幼虫体组织CAT和SOD有明显影响,表现出剂量-效应关系。GST活性在暴露72 h后表现为受诱导作用(P<0.05),并在96 h时达到最高值(P<0.01)。对经0.005、0.010和0.020 g·L-1 3个Cu2+浓度梯度刺激7 d后摇蚊幼虫的口器致畸情况的研究结果表明,致畸率与Cu2+暴露浓度之间呈显著正相关关系(P<0.05)。

稀有鮈鲫神经发育相关基因的克隆、同源性分析及组织分布

作为重要的本土模式鱼类,稀有鮈鲫神经发育相关的生物学背景几乎空白,导致其在神经毒性评价方面的应用受到限制。本文从稀有鮈鲫脑部克隆得到了神经发育相关的神经生长因子(nerve growth factor;ngf)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor;bdnf)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein;gfap)、髓鞘相关糖蛋白(myelin-associated glycoprotein;mag)、P0蛋白(myelin protein zero;mpz)、微管蛋白α1(α1-tubulin)和Y染色体性别决定基因10(SRY-box containing gene 10;sox10)等基因的片段,并对其进化树及表达谱进行了分析。序列分析表明,bdnf的核苷酸序列与鲫鱼、鲤鱼的同源性最高,均为98%;gfap、ngf、mag和α1-tubulin与斑马鱼的同源性最高,分别为95%、92%、92%和96%;mpz与黑头软口鲦的同源性最高,为94%;sox10与鳙鱼同源性最高,达97%。表达谱分析结果表明,ngf、bdnf、mag、mpz、α1-tubulin和sox10基因均在脑组织中表达量最高,gfap在脊髓中表达量最高,上述结果为这一模式鱼类在神经发育学和神经毒性效应评价方面的应用奠定了基础。

2017-2020年汉江干流水生生物资源现状及变化趋势

为研究汉江水生生物资源现状和长时间变化趋势,2017-2020年间,对汉江干流汉中、老河口和钟祥江段鱼类、浮游生物和水生高等维管束植物等生物资源进行季节性调查分析。共采集鱼类98种,其中经济鱼类以鲤、鲫、鲢、鳙、草鱼等为主;共镜检浮游植物7门71属116种,其中绿藻门种类最多(共46种);优势种12种,以硅藻门为主。浮游动物共镜检出55属86种,其中轮虫最多(共48种);优势种8种,以原生动物为主。水生高等维管束植物16科24属29种,呈明显的地带性特征。与过去监测数据相比,汉江干流鱼类种类减少38种,主要以珍稀小型鱼类为主,如峨眉后平鳅、中华纹胸鮡等。新增鱼类27种,总体种类数下降、渔获物小型化趋势明显,渔业资源呈衰退趋势;浮游植物种类、密度和生物量呈上升趋势;浮游动物种类增多,密度和生物量呈上升趋势;水生高等维管束植物种类呈下降趋势。上述变化与南水北调中线工程、汉江梯级开发等水利工程建设,下泄水量减少、径流量的人为调节、下泄水的温度降低、部分江段水流变缓等水文情势变化和水体富营养化进程加快等因素相关,建议通过实施流域污染治理、实施人工增殖放流活动做好生态流量的管控等具体措施,加大汉江渔业资源与环境的保护力度。

镉胁迫对食蚊鱼肝组织基因表达的影响

以食蚊鱼为受试生物,采用半静水式亚急性毒性试验法以及荧光定量PCR技术,分别测定镉胁迫后食蚊鱼肝组织中热休克蛋白70(HSP70)、热休克蛋白90(HSP90)、细胞色素氧化酶1A(CYP1A)以及金属硫蛋白(MT)基因表达水平的影响,以探讨镉胁迫对食蚊鱼的毒性效应,了解重金属镉在水体中的毒性,拓展食蚊鱼在环境毒理科学研究中的应用范围。结果表明,随着暴露时间的延长,肝组织中HSP70基因和CYP1A基因相对表达水平表现为逐渐下调的趋势,HSP90基因和MT基因表达水平先显著上调后逐渐降低,且趋于稳定。本研究通过多个角度综合探讨镉对食蚊鱼的毒性作用机制,将为防治镉污染提供科学依据,拓展食蚊鱼在环境毒理科学研究中的应用范围,也为其成为模式生物提供数据支持。

稀有鮈鲫成体神经发生相关基因的分子克隆及序列分析

成体神经发生是脊椎动物中广泛存在的一种生物学特征。成体硬骨鱼类的脑展现出强烈的神经活性以及出色的脑修复能力,这使得硬骨鱼类成为研究成体神经发生和脑修复的一个理想的模型。本文克隆了成体稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)脑组织中神经发生及脑修复相关的hes5、pax6、sox11和prox1基因的部分c DNA序列并进行了序列分析。序列分析结果表明,pax6和sox11基因片段与斑马鱼(Danio rerio)对应的基因片段的同源性最高,分别为97%和94%;hes5基因与鲤鱼(Cyprinus carpio)相对应的基因片段的同源性最高,为92%;prox1基因在物种间的同源性最低。基于稀有鮈鲫和已知物种相应基因的核苷酸序列构建了系统发育树,发现稀有鮈鲫prox1基因与其他硬骨鱼类的亲缘关系最远。本文为进一步开展神经毒性类化学品对水生生物鱼类的成体神经毒性作用机制研究提供了分子生物学基础。