在全球范围内,抗抑郁药在药物与个人护理用品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)中占有很高的比例,且在医疗行业中得到大量使用。但由于过量使用及随意丢弃等原因,使得抗抑郁药大量的进入环境中,国内外有很多文献报道了抗抑郁药在各类环境中的存在情况,特别是在水环境中的普遍存在,包括城市污废水、饮用水、地表水及地下水,此外还有研究表明抗抑郁药能大量富集在有机生物体中,故其对水生生物的毒性效应问题成为生态毒理研究的焦点。阿米替林、氟西汀和米安色林分别为三环类、选择性5-羟色胺再摄取抑制剂类和四环类抗抑郁药中的典型药物,在水环境中均能被检测到。本论文以模式生物斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,阿米替林、氟西汀和米安色林为目标药物,利用转录组高通量测序(RNA-Seq)技术和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,开展环境相关浓度的三种抗抑郁药短期暴露下对斑马鱼胚胎及幼鱼的早期毒性效应研究。其主要结果如下:(1)环境污染水平下的抗抑郁药(0.1μg/L阿米替林,10μg/L氟西汀和10μg/L米安色林)分别对斑马鱼胚胎短期(120 h)暴露后,对斑马鱼胚胎及幼鱼的死亡率,斑马鱼胚胎的孵化率并没有显著性的影响,但抗抑郁药暴露组的斑马鱼平均体长受到了明显的抑制。这表明环境相关浓度下的抗抑郁药短期暴露可显著影响斑马鱼早期的发育。(2)利用Illumina Hiseq 2500测序平台分别对空白对照组和三组抗抑郁药暴露组的斑马鱼RNA样品测序后,按照有参考基因组的数据分析方法对测序结果进行了分析,质控后分别获得15,557,465、14,979,480、13,716,939和15,450,283个Clean Reads数,与参考序列的比对效率高达77%,此外,测序结果的饱和度很高,基本完全覆盖样品中所有表达的基因;通过对RNA-Seq结果中基因表达量的分析,可获得每个处理样品和空白对照样品之间的显著性差异表达基因,其中阿米替林32个,氟西汀34个,米安色林130个,在每组差异表达基因中,上调基因个数分别为7、22和64个,下调基因个数分别为25、12和66个;米安色林暴露组得到的差异表达基因数目最多,其中有部分基因能够被显著性注释到GO分类条目和KEGG通路中,在GO分类中主要参与应对化学刺激的反应过程、蛋白质水解过程和多种酶活性的改变,在KEGG通路中主要参与新陈代谢途径如柠檬酸(TCA)循环和胰岛素信号通路等,表明四环类抗抑郁药米安色林可能通过对相关基因在转录水平上的调控对斑马鱼胚胎产生毒性效应。(3)利用RNA-Seq测序剩余的RNA样品进行qRT-PCR分析,结果表明所挑选的15个差异表达基因在qRT-PCR中的表达量变化结果与RNA-Seq的结果基本吻合,且结果之间具有较好的相关性,表明RNA-Seq测序数据和分析结果准确可信。此外,在环境相关浓度下的抗抑郁药(0.1,1,10μg/L的阿米替林、氟西汀和米安色林)分别对斑马鱼胚胎的短期(120 h)暴露后,利用qRT-PCR技术从基因水平研究了前列腺素D2合成酶基因(ptgdsb),双特异性磷酸酶基因(dusp5),生物钟相关基因nr1d1,per2,早期生长反应蛋白基因egr1和egr4共6个差异表达基因在空白对照组和抗抑郁药暴露组间表达量变化的浓度效应关系,结果显示,抗抑郁药的短期暴露可导致这6个基因的表达受到抑制,暗示抗抑郁药可能通过影响斑马鱼的神经系统和生殖系统而抑制ptgdsb的表达,或通过降低dusp5的表达促进斑马鱼细胞的凋亡;此外,抗抑郁药还可能通过抑制nr1d1和per2的表达改变斑马鱼的生理节律状况,或通过改变早期生长反应蛋白基因egr1和egr4的表达从而对斑马鱼的早期发育产生毒性效应。综上,本论文的研究结果揭示了三种不同类型的抗抑郁药污染物的短期水体暴露对斑马鱼胚胎的早期生长发育都具有显著的毒性效应。三种抗抑郁药对斑马鱼胚胎的毒性效应具有一定的相似性,表现在显著的抑制斑马鱼幼鱼的体长,调控幼鱼体内相关基因的转录水平,暗示低剂量抗抑郁药类污染物的水体长期暴露可能影响鱼类早期胚胎的神经系统和生殖系统发育及其生理节律,从而对鱼类的个体发育以及种群发展产生一定的毒害效应。因此,本论文研究结果为评价药物类新型有机污染物对水生生物的毒性效应与机理提供了充足的证据,也提示我们水体中药物类污染物的生态毒性和风险问题亟待重视。