胚胎试验在水生动物中的应用

1、胚胎试验在水生动物中的应用建立灵敏、简便易行的检测方法 急性暴露试验虽然简便易行，但是其检测指标过于简单。 各种慢性毒性试验虽然提供多个检测终点，但存在实验周期长、费用高等不足。 而水生生物胚胎试验具有成本低、影响因素少、灵敏度高等方面的优势，受试物种也由最初的鱼类向多样化发展，其应用日益广泛。 鱼类成体和胚胎试验灵敏度比较胚胎试验 胚胎试验是又称胚胎毒性试验或胚胎致畸试验，指通过把胚胎暴露于受试化学物质而受到毒害作用，继而影响胚胎的发育、导致胚胎发育停滞或胚胎畸形。 广义上的胚胎试验包括所有以胚胎为材料的生物学试验，其内容涵盖形态学、发育学、毒理学、行为学等方面 。 鱼类 鱼类因具有繁殖力高

2、、体外产卵、体外受精等生殖特性成为胚胎试验的最主要材料。拉 丁 名 通 用 名 文 献 O ncorhynchus m ykiss R ainbow trout 1,2 D anio rerio Zebrafish 1 B rachydanio rerio Zebrafish 2 C yprinus caprio C om m on carp 1,2 O ryzias latipes M edaka 1,2 Pim ephales prom elas Fathead m innow 1,2 C arassius auratus G oldfish 1 M enidia peninsulae T

3、 idew ater silverside 1,2 Lepom is m acrochirus B luegill 1 C lupea harengus H erring 1 G adus m orhua C od 1 C yprinodon variegates Sheepshead m innow 1,2 O ncorhynchus kisutch C oho salm on 2 O ncorhynchus tschawytscha C hinook salm on 2 Salm o trutta B row n trout 2 Salm o salar A tlantic salm on

4、 2 Salvelinus fontinalis B rook trout 2 Salvelinus nam aycush Lake trout 2 Esox lucius N orthern pike 2 C atostom us com m ersoni W hite sucker 2 Lepom is m acrochirus B luegill 2 Ictalurus punctatus C hannel catfish 2 Jordanella floridae Flagfish 2 G asterosteus aculeatus T hree-spined stickleback

5、2 M enidia m enidia A tlantic silverside 2 用于胚胎试验的一些种类斑马鱼 在实验室内对单一物质的毒性评价往往使用特定的种类，斑马鱼是其中一个重要代表。欧洲和美国都有已经建立的标准方法。Zebrafish (Danio rerio)甲壳类 草虾 草虾属广盐性甲壳动物 (3-31ppt)。 分布广(遍布美国东海岸和墨西哥湾的广大河口)。 个体小，只要水温，光照条件适宜，成体在实验室容易繁殖，只需分离不同发育阶段的胚胎即可用于试验。 尽管雌体产卵后抱卵于腹部直至孵化，胚胎离体后同样可以正常发育至孵化， 卵外被膜、胚胎透明而易于观察形态异常。Grass shr

6、imp (Palaemonetes pugio)Grass shrimp (Palaemonetes pugio)其它动物 The Frog Embryo Teratogenesis Assay-Xenopus (FETAX) 爪蟾 ASTM E 1563-98: Standard guide for Conducting Static Acute toscicity Tests with Echinoid Embryos 海胆 Medaka (Oryzias latipes) Blue crab (Callinectes sapidus)试验动物的选取 被广泛利用 在实验室内容易大量培养 具

7、有代表性和对受试物的敏感性 遗传背景清楚 试验动物的饲养也有相应的规范胚胎来源 多数鱼类产卵后离体孵化，易于收集 。 一般可采用亲鱼人工催产结合人工受精的方法获得 。 对于如斑马鱼，青鳉等小型种类，在实验室内养殖相对容易，只需控制适当的物理条件，一般都能在试验当天取到足够数量的受精卵 。野外试验 收集鱼卵 在实验室完成剩余的发育过程，检测多个终点指标 。 原位暴露 在室内得到受精卵，用适当的装置放置于待检测的地点，全部发育过程或绝大部分发育过程在野外完成。 有抱卵习性的甲壳动物，胚胎在母体腹部附肢发育成幼体，通过捕捞带卵的母体，分离胚胎。分类 胚胎试验同样可分成急性毒性试验和亚急性毒性试验 。

8、 急性毒性试验时间较短，其目的是获得有关受试物的初步毒性信息；亚急性毒性试验时间较长，可以贯穿胚胎发育的整个时期。 暴露途径 可分为静态，半静态和流动等 ，或微注射的途径。 容器 透明的试验容器通常是首选，烧杯、培养皿、培养管是最普通的工具。 在野外暴露试验中，有黏性的受精卵可以被直接负在载玻片上，后者固定在特制的容器里 。溶剂 有机物质水溶性较差，则需要化学溶剂来助溶，但不适当的溶剂会影响结果的可靠性，化学溶剂本身对胚胎具有毒性甚至会和受试物产生协同作用，因此，选用适当的溶剂以及适当的浓度对结果的准确性都是有益的。 乙醇，丙酮，二甲亚砜是常用的溶剂，终浓度一般在0.1%以下 。0.5%(V/

9、V)乙醇1%(V/V)乙醇对照Grass shrimp (Palaemonetes pugio)检测终点 半致死浓度（LC50） 形态异常 孵化延迟 生化指标 遗传物质 生长指标半致死浓度（LC50） 半致死浓度（LC50） 死亡是检测的可见终点，初步反映受试物的毒性，是急性毒性试验的常用指标 。 孵化也可作为终点来反映受试物毒性，指标采用半效应浓度（EC50）。 在发育早期可以胚胎完整性来判断存活与否，当器官出现后则用器官的运动作为标准。 形态异常 形态异常是胚胎致畸试验的核心内容 。 斑马鱼和爪蟾胚胎发育过程中有多种可以观察的反应指标，被列入标准方法的观察终点。 对于甲壳动物，常见的观察结

10、构有眼、卵黄形状、心脏、头部、肝胰腺 。 发育异常往往会导致导致终止发育或发育延迟，进而推迟孵化时间。 B = brain; C = chorda; Ch =chorion; E = ear; Ed = edema; Eud = ear underdeveloped; Ey = eye; Eyud= eye underdeveloped; NC = negative control; Tnd = tail not detached;woEy = without eyes; woH = without head; woS = without somitesCatfish (Clarias gar

11、iepinus) 对照 Cd 和Cu1%(V/V)乙醇对照Grass shrimp (Palaemonetes pugio)孵化延迟Grass shrimp (Palaemonetes pugio)生化指标 随着胚胎发育的深入，器官逐渐建成，一些酶活性也显示出来，在暴露条件下酶活性的改变也可作为检测终点；受试物既可抑制酶活性，也可使一些酶出现应激性增强 。Grass shrimp (Palaemonetes pugio)受试物及其代谢物还可能对遗传物质产生影响 Grass shrimp (Palaemonetes pugio)生长指标Catfish (Clarias gariepinus)Pa

12、cfic herring (Clupea pallasi)应用现状 单一化学品毒性 环境检测项目 检测土壤、沉积物污染 。 石油降解产物；溢油事件的生态恢复研究 。 混合性工业生产废水，生活污水的毒性，特别是致畸效应，被用于探讨遗传毒性。 名 称 拉 丁 名 污 染 物 文 献 Inland silverside P acific herring sturgeon m um m ichog rainbow fish surf sm elt fathead m innow s m edaka grunion carp flagfish P acific herring M edaka fathe

13、ad m innow s rainbow trout catfish M edidia beryllina C lupea harengus O ryzias latipes C lupea harengus O ncorhynchus m ykiss 石 油 及 降 解 产 物 杀 虫 剂 及 除 草 剂 有 机 物 重 金 属 7 8,80 9 10 11 13 30 59， 60， 68 62 35 38 28 44 48 67 23 分类 化合物 终点 参考文献 抗真菌剂 石油 重金属 杀虫剂 有机化合物 chlorothalonil copper chromium aluminum

14、methoprene endosulfan chlorpyrifos malathion fipronil anthracene pyrene -terthienyl methylene blue 2-methyl-1,4-naphthoquinone 4-nitroquinoline-N-oxide ethanol Dimethylsulfoxide acetone 1 19 19，64 51 51 57 64 17,18 17,18 17,18 17,18 55 55 发展前景 尽管胚胎试验有着高重复性的优点，但试验材料和检测指标的选取都会影响到试验的结果。不同发育阶段的材料应选取适当的指

15、标，因不同发育阶段的胚胎对同一毒物具有不同的敏感度。 各国研究者正在进一步建立和完善针对更多的试验材料的胚胎试验，以满足各种生态环境的评估。 随着多学科专业相互渗透的加深，工具日益完善，高通量筛选成为可能，使得应用前景更广泛。 实验材料 终点 方法谢谢Catfish (Clarias gariepinus)胚胎试验 胚胎试验是又称胚胎毒性试验或胚胎致畸试验，指通过把胚胎暴露于受试化学物质而受到毒害作用，继而影响胚胎的发育、导致胚胎发育停滞或胚胎畸形。 广义上的胚胎试验包括所有以胚胎为材料的生物学试验，其内容涵盖形态学、发育学、毒理学、行为学等方面 。 容器 透明的试验容器通常是首选，烧杯、培养皿、培养管是最普通的工具。 在野外暴露试验中，有黏性的受精卵可以被直接负在载玻片上，后者固定在特制的容器里 。半致死浓度（LC50） 半致死浓度（LC50） 死亡是检测的可见终点，初步反映受试物的毒性，是急性毒性试验的常用指标 。 孵化也可作为终点来反映受试物毒性，指标采用半效应浓度（EC50）。 在发育早期可以胚胎完整性来判断存活与否，当器官出现后则用器官的运动