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汞(Hg)是一种全球性重金属污染物,广泛分布于水环境中,严重威胁鱼类生存并通过食物链危害人类健康。在自然界中,汞主要以汞元素、无机汞和有机汞三种形式存在,而以有机汞(尤其是甲基汞)的毒性最强。因此,目前的研究主要关注有机汞对鱼类的毒性效应,而无机汞作为工业废水中汞排放的最主要形式,其对鱼类的毒性研究十分缺乏。本文首先以斑马鱼胚胎为研究对象,从发育参数、总汞含量、氧化应激和免疫应答方面探讨了氯化汞(HgCl2)暴露对斑马鱼的胚胎毒性;然后以斑马鱼成鱼为研究对象,从性腺的组织学结构、性激素水平、抗氧化状态及下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴相关基因表达水平等方面,明确了HgCl2暴露对斑马鱼成鱼的生殖毒性。1.HgCl2暴露对斑马鱼的胚胎毒性为了研究HgCl2暴露对斑马鱼的胚胎毒性及其机理,将斑马鱼胚胎从受精后2h暴露于0(对照)、1、4、16μg/L Hg2+的水体中至168 h。结果显示:16μg/L Hg2+暴露导致斑马鱼胚胎/仔鱼发育损伤(死亡率和畸形率增加、体长较短、孵化率下降、孵化时间延长);与体内总汞含量随Hg2+浓度的升高和暴露时间的延长而增加;同时,Hg2+暴露影响了抗氧化酶(CAT、GST和GPX)的活性,GSH和MDA的含量以及抗氧化相关基因(cat1、sod1、gstr、gpx1α、nrf2、keap1、hsp70和mt)的mRNA表达水平;此外,Hg2+暴露上调了先天免疫相关基因(il-1β、il-8、il-10、tnfα2、lyz和c3)的表达水平。因此,本研究表明HgCl2暴露能诱导斑马鱼胚胎/仔鱼的发育损伤、氧化应激和免疫毒性。2.HgCl2暴露对斑马鱼成鱼的生殖毒性为了研究HgCl2暴露对斑马鱼成鱼的生殖毒性及其机理,将雌、雄斑马鱼成鱼分别暴露于0(对照)、15、30μg/L Hg2+的水体中30 d。结果显示:Hg2+暴露损伤了斑马鱼精巢和卵巢的组织学结构;改变了性腺中抗氧化酶(CAT、GST和GPX)的活性和相关基因的mRNA水平,以及GSH和MDA的含量。在雌鱼中,尽管卵巢17β-雌二醇(E2)含量保持相对稳定,但脑中lhβ、gnrh2、gnrh3和卵巢中lhr和erα的表达显著下调;在雄鱼中,Hg2+暴露导致精巢中睾酮(T)水平显著降低,且脑中gnrh2、gnrh3、fshβ和lhβ以及精巢中fshr、lhr、ar、cyp17和cyp11b的表达水平下调。因此,本研究表明,HgCl2暴露通过诱导斑马鱼性腺的氧化胁迫,从而损伤其组织学结构;同时,HgCl2通过调节HPG轴相关基因的转录而影响性激素的分泌。此外,HgCl2暴露下雌鱼和雄鱼的抗氧化防御系统、性激素分泌以及HPG轴相关基因表达水平的不同响应表明Hg2+对斑马鱼的生殖毒性具有性别差异性。