随着生产力和经济的高速发展,人类文明日新月异,在发展的同时不可避免地产生了许多环境问题,如水污染、全球变暖、土地沙漠化等等。其中,水环境污染一直是公众关注的热点问题,它严重威胁着水生生物的生存,破坏了生态系统的稳定性。水环境污染事故一般发生突然,难以控制,污染物种类随机性较大且不易确定,因此需要建立更加完善的监测体系来更加准确地监测和评估水质。传统水质评估方法已较为完善、成熟,其主要的关注点为水体的物理和化学参数。近年来,许多国家已经开始建立基于综合毒性研究的在线生物监测技术,以期更加有效地管理水体突发污染事件。随着在线生物监测技术的不断发展完善,应用于水质监测的比例不断增加,同时与原有的理化监测方法有机结合,已渐渐成为监测和评估水污染对生物体影响的有效途径。有研究证明,鱼类行为的变化是感受环境压力变化最敏感的指标之一,并且有着明显的昼夜节律现象,已经被应用于多种在线生物监测系统。本次研究采用在线生物监测系统,以斑马鱼作为指示生物,开展了一系列行为实验。研究主要目的在于总结斑马鱼行为的昼夜节律规律和环境压力对其影响,并评估其作为评价指标的潜力以及在水质监测中的影响。实验基于国家地表水环境质量标准设计了较低的暴露浓度,实验周期选择了较长的15天,分别对正常条件下,溴氰菊酯,阿特拉津,铊暴露条件下斑马鱼的行为强度变化进行了监测记录。数据经过初步处理后,通过SOM、自相关、延迟性等分析方法,对行为昼夜节律特点进行归纳总结,以期为相关行为昼夜节律研究提供方向和思路,为在线生物监测系统结果更加准确提供有效的支持和帮助。本次研究中鱼类的行为活动强弱主要以行为强度数据的形式体现,具体实验结果如下:第一,在空白对照实验中,整体行为强度为0.80±0.13,并且光周期行为强度明显高于暗周期(p<0.01),两者差异值为23.9%。在2μg/L溴氰菊酯,20μg/L溴氰菊酯,3μg/L阿特拉津,30μg/L阿特拉津和0.1μg/L铊暴露实验中,整体行为强度分别为0.76±0.10,0.67±0.11,0.76±0.13,0.66±0.12,0.53±0.10,差异值分别为18.8%,21.7%,23.5%,27.6%,38.6%,与对照实验相同,光周期行为强度明显高于暗周期(p<0.001)。这在一定程度说明了斑马鱼行为的昼夜节律性,表现为光周期行为活动活跃而暗周期行为活动相对平静。第二,斑马鱼整体的行为活动规律符合逐级行为响应模型,并且从无毒性效应阶段到刺激阶段,调节以及再调节阶段均有明显体现。并且所有条件的实验中,斑马鱼行为均有明显的昼夜节律现象,自相关分析中的正负相关性峰值周期性出现,总体表现出较为良好的对称性,体现出了以24小时循环的周期特点。同时结合SOM分析表明,大部分行为强度的数据与光暗周期的时间分布相匹配,这些都说明了行为的昼夜节律现象。第三,行为活动的抑制现象是斑马鱼处于环境压力下最为直观明显的变化特点。实验结果显示,抑制现象在所有的实验组中均有明显体现,其中20μg/L溴氰菊酯,30μg/L阿特拉津和0.1μg/L铊三组暴露实验中的行为活动受到了极大抑制(p<0.001),行为活动的受抑制程度比起2μg/L溴氰菊酯和3μg/L阿特拉津两组暴露实验(p<0.01)更加明显。并且,行为活动受抑制的程度表现出随着环境压力的增大而增大的特点。第四,昼夜节律同样会受到环境压力的影响,其中昼夜节律周期时间节点的异常是污染物对其影响的主要表现。所有实验中对照组的周期时间并无明显变化,偶尔出现1小时左右的变动,在20μg/L溴氰菊酯,2μg/L溴氰菊酯,30μg/L阿特拉津,3μg/L阿特拉津和0.1μg/L铊实验组中行为周期异常的平均时间分别达到1.75小时,1.90小时,2.62小时,2.08小时和1.77小时。同时,对照组每天光暗周期间的行为强度差异变化相对比较稳定,基本保持在20%至40%之间,而处于环境压力下的斑马鱼行为强度昼夜差异程度比起对照组的波动较为剧烈,差异极值达到142.5%。总之,本次研究中各实验条件下的斑马鱼行为活动均表现出了明显的昼夜节律。不过,即使在不影响其正常生存的低浓度污染物暴露下,行为昼夜节律同样会有所表现,可以看出其敏感程度和作为水环境评估指标的潜力,但很难直接将该理论用于水质监测中,需要对其现象和结论逐步量化,在今后的实验中更进一步的进行研究。