碳点（Carbon quantum dots,CDs）是一种新型纳米材料,在环境监测、生物探针与成像、药物运输等方面有着广泛的潜在用途。然而,对其生物毒性的报道很少,对毒性机制的研究也十分缺乏。根据2014年市场调查报道,估计当年的碳纳米材料的市场价值已达到20亿美元。然而,随着CDs用量的增加,环境排放量也将增加,不可避免地进入水体,那么它是否会对水生生物有什么危害,还有许多未知。因此,本研究以稀有鮈鲫（Gobiocypris rarus）为实验对象,分别就CDs对稀有鮈鲫胚胎早期发育毒性及成鱼的生殖毒性效应进行探讨。本研究分成两大部分:第一部分实验是探究CDs对稀有鮈鲫胚胎发育的毒性效应,实验浓度设置:0（空白对照组）、1、5、10、20、40、80mg/L浓度组,采用水体浸泡暴露方式,在胚胎发育至12、24、48、72、96hpf（Hours post fertilization）时,检测不同浓度CDs对稀有鮈鲫胚胎形态/行为指标、生化指标（抗氧化酶、ATP酶）、发育相关基因（血管内皮锌指转录因子（Vezf1）、Wnt8a、肌细胞生长抑制素（Mstn）、维甲酸受体α（RARα））mRNA表达、DNA损伤等方面的影响,对CDs诱导胚胎产生畸形/死亡的原因进行探讨。第二部分是探究CDs对稀有鮈鲫成鱼的生殖毒性效应,实验浓度设置为对照组（0.65%NaCl对照组）、20、40、80、160、320mg/L浓度组,采取腹腔注射的暴露方式,检测不同浓度的CDs对稀有鮈鲫精子运动活力、精子DNA损伤、受精率、子代的生长发育情况以及一周后卵巢/精巢组织结构的影响,对不同浓度CDs诱导成鱼的生殖毒性进行探讨。通过这两部分的实验,初步探讨CDs对鱼类的早期发育毒性及生殖毒性效应,旨在为CDs对生物的安全性评估提供基础资料;通过生化指标（抗氧化酶、ATP酶）、发育相关基因（Vezf1、Wnt8a、Mstn、RARα）定量分析、DNA损伤等方面的检测,对CDs诱导胚胎产生畸形/死亡的原因进行初步探讨。CDs对稀有鮈鲫胚胎发育的毒性效应实验显示:CDs浓度组胚胎出现胚胎自主运动频率减缓、心率加快、静脉窦到动脉球之间的距离（SV-BA）变长、体长缩短、心包囊/卵黄囊水肿、脊柱/尾部弯曲等多种毒性效应,改变胚胎孵化时间,并导致孵化率降低。畸形率随CDs浓度的升高而升高。Na+/K+-ATP酶活性随CDs浓度的增大有降低趋势,可能使Na+被泵出细胞的频率受到影响,使Na+在细胞内大量积聚,引起细胞水肿。此外,Vezf1随CDs浓度增大而下调,影响了心血管功能,造成胚胎心率加快。各CDs组胚胎的Ca²⁺-ATP酶活性呈浓度依赖性降低,Ca²⁺-ATP酶活性受到抑制,Ca²⁺在胚胎内累积,促进骨骼异常发育。Mstn以及Wnt8a随CDs浓度增大表现出上调趋势。Mstn负向调节肌细胞的生长,其上调说明肌细胞的生长发育受到抑制。Wnt8a是体轴延伸的关键因子,Wnt8a上调说明仔鱼体轴延伸受到抑制。Ca²⁺-ATP酶活性降低会促进骨骼发育,而Mstn和Wnt8a上调抑制肌细胞生长和体轴延伸,因此稀有鮈鲫胚胎出现脊柱、尾部出现弯曲。Mstn 72hpf上调显著,这与72hpf后畸形率显著升高,仔鱼体全长低于对照组相一致。超氧化物歧化酶（SOD）活力呈现出被诱导状态,过氧化氢酶（CAT）和SOD变化有一定的同步性。CAT和SOD变化同步可能是由于SOD歧化活性氧（ROS）会产生大量的过氧化氢（H2O2）,从而诱导CAT产生。谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活力在12、24hpf均较低,可能是因为SOD和CAT活力上升,清除自由基,氧化应激能力有所恢复,未诱导GPX产生。随暴露时间延长,GPX被显著激活,协同CAT对抗氧化应激,清除SOD歧化ROS的产物——H2O2。通过GPX、SOD、CAT酶活性的变化,看出抗氧化酶联合清除体内多余的自由基,使低浓度组的稀有鮈鲫胚胎机体内丙二醛（MDA）维持在一定含量,但20⁸0mg/L浓度组长时间暴露,超出机体抗氧化防御能力范围,诱导MDA维持在较高水平。抗氧化酶活性被诱导与MDA含量的升高说明CDs暴露对稀有鮈鲫胚胎/仔鱼产生了氧化胁迫,这可能是造成其胚胎发育异常的一个原因。随CDs浓度的增大及处理时间的延长,稀有鮈鲫胚胎/仔鱼DNA损伤程度逐渐增加,畸形率与死亡率也升高。这说明CDs暴露对稀有鮈鲫胚胎造成了DNA损伤,从而导致胚胎出现畸形或死亡。CDs对稀有鮈鲫成鱼的生殖毒性效应实验显示:CDs处理会对稀有鮈鲫精巢结构的具有一定损伤,主要影响表现在精小叶及精小囊基膜溶解、断裂,基膜中的部分细胞周围形成空泡。此外,还表现在随CDs处理浓度的增大,雄鱼的GSI减小;精子有效运动时间及激活率都有降低的趋势;雄鱼精子DNA受到一定程度的损伤。在对子代受精卵的受精率和畸形率统计中,发现CDs处理组受精率低于对照组,而畸形率高于对照组,可能是CDs对雄鱼精巢结构的损伤以及精子DNA损伤导致精子活力和受精力降低,最后造成受精率下降及后代畸形率升高。此外,CDs处理使稀有鮈鲫20、80、320mg/L浓度组雌鱼产卵次数减少,对稀有鮈鲫的繁殖行为产生了抑制。此外,高浓度组（160、320mg/L）卵巢出现一定程度卵细胞退化,可能是CDs处理组雌鱼产卵次数减少的一个原因。本研究结果表明:（1）一定浓度CDs对稀有鮈鲫胚胎/仔鱼有明显的发育毒性,引起胚胎自主运动频率减缓、心率加快、静脉窦到动脉球之间的距离（SV-BA）变长、体长缩短、心包囊/卵黄囊水肿、脊柱/尾部弯曲等多种毒性效应,改变胚胎孵化时间,并导致孵化率降低;Na+/K+-ATP酶、Ca²⁺-ATP酶活性及发育相关基因的变化会造成胚胎畸形;氧化应激、DNA损伤可能是造成胚胎死亡的原因;（2）CDs处理会造成雄鱼GSI减小,精巢结构及精子DNA损伤,精子有效运动时间及激活率降低,导致受精力降低,后代畸形率升高。低浓度CDs对卵巢的结构损伤不明显,高浓度组（160、320mg/L）卵巢出现一定程度卵细胞退化,可能是CDs处理组雌鱼产卵次数减少的一个原因。