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水环境污染已经严重威胁到水生物和人类的生存环境。随着工业化进程的推进和农业生产的进步,全球水污染问题越来越严重。农药和重金属是最重要的水环境污染物,而污染物进入水环境会严重破坏水生生物生存环境,造成水生态系统紊乱。针对污染的水环境,水生生物有其调节机制,其中,水生物行为变化是对外界环境和内部环境的外在表现的变化。行为的改变能反映出生物体是否能够正常生存,因此,可以根据生物行为毒性响应的规律,构建出行为变化模型。近年来有关水生生物行为的研究已经逐渐得到重视,为环境污染的防治提供重要的理论依据和现实指导。乙酰胆碱酯酶(Acetyl cholinesterase,ACh E)是生物神经传导过程中一种关键酶,水生生物中ACh E活性变化可作为水体污染的生物标志物。水生生物在外界环境胁迫下外在行为和内在神经分泌均会有所改变,ACh E与外在行为间或许存在着某种响应关系。本文选取溴氰菊酯和氯化镉为污染物,以斑马鱼为受试生物,在污染物不同浓度和配比(基于48小时的半数致死剂量LC50-48h,设定毒性单位1个TU为该污染物对斑马鱼的LC50-48h)的情况下,测定48 h联合毒性暴露下(0TU、0.1 TU、1 TU和2 TU四个浓度组)斑马鱼的行为响应规律,同时测定斑马鱼肌肉ACh E活性在不同暴露时间的变化(0 h,0.5 h,1 h,2 h,4 h,8 h,16 h,32 h和48 h),分析肌肉ACh E与斑马鱼行为强度的相关性,以探讨两种污染物联合暴露下斑马鱼行为响应的内在机制。研究结果表明:(1)溴氰菊酯对斑马鱼的LC50-48h为5.2 ug/L,氯化镉对斑马鱼的LC50-48h为42.6 mg/L。说明,针对斑马鱼,溴氰菊酯为剧毒化合物,而氯化镉为高毒化合物。(2)在溴氰菊酯与氯化镉联合污染物暴露(按照毒性单位TU比例配比,10:0、7:3、5:5、3:7、0:10)中,斑马鱼肌肉ACh E活性整体随暴露浓度和暴露时间的变化呈下降趋势,且两种污染物不同配比对肌肉ACh E抑制程度不尽相同。在0.1 TU较低浓度暴露中,ACh E抑制率较低。随暴露浓度的提高,ACh E抑制程度增加。在0.1 TU暴露中,ACh E抑制即使处于较高程度,也能恢复到正常水平左右,说明在低浓度时斑马鱼自身的调整能力较强;在1 TU组各不同配比暴露中,酶活在0-0.5 h以后迅速下降,并且酶活抑制曲线在不停的上下波动,波动次数也较0.1 TU暴露中多,说明1 TU暴露比0.1 TU对斑马鱼的毒性作用更大。2 TU暴露组,ACh E被抑制后很难恢复到一个比较高水平,说明较高浓度暴露下,对斑马鱼的毒性效应更明显,且具有不可逆的作用。以上结果表明,ACh E受抑制程度随着暴露时间、污染物剂量的增大而增大。(3)在48 h行为毒性分析中,在低浓度(0.1TU)的两种污染物联合暴露中,斑马鱼的行为强度平均值比高浓度(1 TU和2 TU)暴露时大,斑马鱼行为相对比较平稳以调整适应为主;在1 TU和2 TU暴露中,斑马鱼的行为呈适应-毒性效应死亡或适应-调整-毒性效应后死亡或再调整的逐级调整或适应过程。(4)两种污染物联合暴露下,各浓度组ACh E和行为强度变化均符合环境胁迫下水生物行为变化逐级响应模型。对斑马鱼行为强度与肌肉ACh E相关性分析结果表明:在溴氰菊酯48 h暴露下,各实验组的毒性从使肌肉ACh E受到抑制到对行为产生影响都有2 h的延迟。溴氰菊酯:氯化镉7:3比例暴露下,0.1TU毒性作用下有0.5 h的延迟,1 TU和2 TU作用下有2 h的延迟。5:5暴露下,0.1 TU组有2 h延迟,1 TU组没有延迟。3:7和氯化镉单独暴露下,各浓度组行为和ACh E之间都没有相关性。相关结果表明,溴氰菊酯作用下,斑马鱼肌肉ACh E的抑制是造成行为变化的一个因素,而且肌肉ACh E抑制作用至斑马鱼行为毒性效应的产生存在2 h左右的延迟。联合毒性作用下,延迟的时间长短比较复杂,可以看出跟溴氰菊酯在混合污染物中的比例有关系。氯化镉作用下,没有酶活抑制与行为毒性效应之间的显著相关性。本研究结果为不同污染物对斑马鱼神经传导和外在行为研究提供理论基础。