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滇池自20世纪70年代以来水质急剧恶化,蓝藻水华频繁暴发并导致海菜花、滇池金线鲃等代表性土著生物类群普遍消亡且恢复受阻,其中蓝藻的化感效应可能发挥了重要作用。滇池金线鲃是国家II级保护动物,是滇池湖泊生态系统的旗舰种和指示物种,该鱼类自1986年起就从湖体消失,仅在湖体周围的少数龙潭中生存。现已实现滇池金线鳃的人工繁殖并已向滇池累计回放100万余尾鱼苗,鱼苗虽能成活,但尚未能建立滇池金线鲃自然种群,蓝藻的化感作用有可能是制约滇池金线鲃回归引种的因素之一。本研究在排除了其它干扰因素的基础上,通过半连续添加法研究了滇池水华优势种——铜绿微囊藻胞外分泌物(Extracellular exudates of M aeruginosa, MaE)对滇池金线鳃胚胎的化感作用及其分子效应。结果表明:(1)MaE对滇池金线鲃精子表现出较强的抑制作用,并且其化感作用具有明显的“浓度—效应”关系:随MaE浓度升高精子活力、精子寿命及涡动运动时间均显著降低/缩短。最高浓度的MaE(100%,对应藻浓度4*106cells/ml)抑制作用最强,MaE对精子活力、精子寿命以及受精关键时期(精子涡动运动时间)的抑制率分别为77.03%,40.03%以及35.29%,精子活力-ECso为1.69*106cells/ml。胚胎受精率亦受到了MaE的影响,在100%浓度下仅为35.40%,较对照减少47.24%。(2)本文将滇池金线鲃胚胎发育分为卵裂期、囊胚期、原肠胚期、体节期、孵化期和出膜期共6个时期。就各阶段发育时间来看,MaE对卵裂期、原肠胚期和体节期的胚胎发育时间影响并不显著(T检验,P>0.05)。对囊胚期胚胎发育时间表现出随处理浓度升高发育加快的趋势,其中,受影响最大的为100%浓度处理组,较之对照加快2.5h。孵化期胚胎由于出现胚胎发育不齐的现象,为减小人为误差遂将孵化期和出膜期归为一个时期考虑。孵化出膜期胚胎发育时间除30%浓度处理组(对应藻浓度1.2*106cells/ml)胚胎表现为发育延迟外,其它处理组均表现为发育加快,100%浓度处理组下胚胎发育最快,出膜时间较对照提前约12h。(3)MaE暴露下,随MaE浓度升高滇池金线鳃胚胎出膜率、心率及初孵仔鱼24h存活率均显著降低并表现出“浓度-剂量”效应。100%浓度处理组下,胚胎出膜率、心率及仔鱼24小时存活率最低,分别为15.48%,90.67次/min和64.44%,较对照分别减少81.63%、24.45%和33.34%。初孵仔鱼除卵黄囊长表现出显著变化外,仔鱼体长、脊索长、口-肛门距离、最大卵黄囊高与对照相比差异并不显著,100%浓度处理组下,卵黄囊最短,为2.46mmm,较对照减少20.13%。(4)MaE对滇池金线鳃胚胎表现出较强的致畸作用。总体上看,随处理浓度升高胚胎畸形率先增长后降低,50%浓度处理组(对应藻细胞浓度2*106cells/ml)下胚胎畸形率最高,为39.28%,是对照的1.37倍。胚胎的致畸作用是最重要的胚胎亚致死型指标,目前还没有较为全面的量化评价指标体系。本文通过对滇池金线鳃胚胎的研究,将胚胎畸形类型划分为5个类型(由轻到重):卵黄囊异常、胸腔畸形、脊柱弯曲、复合畸形和其它类型(一级评价指标),并将除其它类型之外的4个畸形类型再细分为3个等级(二级评价指标)。MaE暴露下,胚胎卵黄囊畸形率随MaE浓度升高而降低,100%浓度处理组下胚胎卵黄囊畸形率最低,仅为10.25%,较对照降低83.19%;胚胎胸腔畸形率、脊柱弯曲率以及其他类型畸形率均随MaE浓度升高而呈先升高后降低的趋势,胸腔畸形率在10%浓度处理组下最高为23.02%,较对照高53.98%%;脊柱弯曲率在30%浓度处理组下最高为25.44%,较对照高97.67%;其他类型畸形率在50%浓度处理组下最高为4.46%,对照中没有出现此畸形类型;胚胎复合畸形率随MaE浓度升高而升高,100%浓度处理组下最高,复合畸形率为51.85%,为对照组的3.63倍。同一类型不同浓度下,MaE浓度越高胚胎畸形程度越严重,卵黄囊畸形、胸腔畸形及脊柱弯曲在高浓度处理下其畸形率降低是因为高浓度下胚胎畸形多表现为复合畸形,单一畸形较少的原因。(5)MaE对滇池金线鲃胚胎早期发育(卵裂期和囊胚期)的胚胎死亡率的影响并不显著(T检验,P>0.05),对照组和处理组胚胎死亡率均在16%以下,但是从原肠胚期开始,MaE对滇池金线鲃胚胎表现出较强的致死作用,对原肠胚期、体节期、孵化期和出膜期胚胎均表现出“浓度—效应”关系:随MaE浓度升高胚胎死亡率随之升高,这4个时期的最高胚胎死亡率均发生在100%浓度处理组下,分别为54.60%,72.3%,83.30%和88.33%,分别是对照组的1.20倍,1.43倍,1.69倍和1.83倍。暴露于MaE下的仔鱼,除100%浓度处理组在暴露72h后即表现出显著的致死作用外,其余各处理组直到处理18d后才表现出明显的致死作用,MaE处理24d后100%浓度处理组死亡率最高,为83.33%,是对照的3.72倍。总体来看,MaE的毒性可能存在蓄积作用,胚胎较仔鱼更敏感。(6)通过蛋白质labelfree分析,此次试验共鉴定出蛋白质数446个,其中显著差异蛋白148个(T检验,P<0.05,ratio≥2),仅在对照组中测出的蛋白80个,仅在MaE处理下测出的蛋白3个。经生物信息学分析发现,MaE暴露下钙离子失调、脂质代谢紊乱是导致仔鱼心脏发育异常的原因。