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浑河是辽河流域重要支流,对区域经济发展和生态环境健康具有重要调节作用。近年来浑河流域的水环境调查显示,浑河流域化学污染物的种类和数量每年都在大量增加,为揭示化学污染物对浑河流域潜在的水生态风险,本研究在调查浑河流域野生鱼类种群结构基础上,筛选鲫鱼作为环境指示生物,并进一步以鲫鱼抗氧化酶等13个基因为生物标志物对浑河干流水环境质量进行了评价,预期从分子水平上预警浑河水环境风险。主要研究内容如下:浑河流域野生鱼类群落结构有10科,34种,其中鲤科鱼类种数占总物种的59%,数量上占总渔获量的90%,是主要的优势物种。在鲤科鱼类中,鲫鱼出现的频数较高,而且其在上下游分布广泛、易于捕获、雌雄性征明显,因而确定鲫鱼为浑河流域的环境指示生物。首先筛选了13个分子标志物用于评价浑河水环境质量。通过NCBI数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)查询其它生物目标基因和蛋白序列,利用Bioedit7.0和Primer Primer5.0软件对比得出不同生物同一基因的氨基酸保守序列,在此基础上,设计出鲫鱼的目的基因的兼并引物,利用兼并引物克隆了鲫鱼13个分子标志物基因并建立定量各目的基因表达水平的实时定量PCR方法(扩增效率在90%-110%之间,定量曲线相关性(R2)>0.99),丰富了鲫鱼的分子生物学信息。对夏、秋两季浑河野生鲫鱼肝组织13个生物标志物基因表达水平进行定量。与上游(S1)点相比,下游各点SODmRNA基因表达被显著抑制,HSP30、CYP1A、Vtg mRNA表达被显著诱导;分别计算夏、秋两季各采样点的生物综合效应指数(IBR),结果表明两个季节中下游的IBR值均大于上游,说明中下游水环境质量较差,污染物对野生鲫鱼健康产生了影响;就夏、秋季节的IBR值来看,夏季各点的IBR值明显高于秋季,这表示夏季生物受到环境污染的程度明显升高。对于各点IBR值,不同标志物基因对其贡献率不同,综合来看,在夏季SOD(2.99~98.84%)、 CAT(1.88~68.13%)、 Vtg(0.14~28.65%)、CYP1A(0.02~16.77%)、 HSP70(0.02~27.81%)、 TGF(0.05~24.26%)和MT(0.014~10.10%)的贡献率较大,可以看出环境中污染物的种类较多,并对生物造成了较强的胁迫作用,而在秋季CAT(0~57.30%)、SOD(0~9.48%)、CYP1A(0~31.74%)、GPx(1.03~52.64%)、GST(0~21.08%)和HSP70(0~14.21%)的贡献率较大,说明环境污染物对生物代谢和应激具有较强的诱导作用。但各点不同标志物对IBR值的相对贡献率不同,这也反映了各点水质污染程度和污染物类型不同。根据各生物标志物对IBR值贡献率的大小,同时考虑到生物对不同污染物的特异性反应,推荐以CAT、SOD、CYP1A、HSP70、Vtg和MT作为检测水环境质量的有效生物标志物。