近年来,水体富营养化和经常暴发的蓝藻水华引起了全世界的关注。蓝藻水华常向水体释放其次级代谢物-蓝藻毒素,蓝藻毒素对人和哺乳动物具有显著的致毒作用,其中微囊藻毒素microcystin（MCs）是一类在富营养化水体中最常见和毒性作用最强的蓝藻毒素。微囊藻毒素具有100多种异构体,其中microcystin-LR（MC-LR）毒性最强。许多研究表明,微囊藻毒素MCs能在鱼类性腺中累积并对鱼类生殖系统产生毒性作用。有研究认为微囊藻毒素对鱼类的肝脏、肾脏、和性腺等多器官具有致毒作用,而鱼类这些受损伤的器官具有恢复其机能的能力。有学者开展了 MC-LR暴露对雌性鱼类生殖机能损伤的研究,然而,关于鱼类生殖机能遭受损伤后的恢复作用尚未见有报道。本研究选用了水生脊椎动物模式生物斑马鱼作为研究对象,研究MC-LR暴露对雌性斑马鱼生殖机能的损伤及其恢复的作用机制。首先,雌性斑马鱼被MC-LR暴露至21天后转移至无毒素的清水中继续养殖21天,研究其卵巢组织结构、滤泡细胞发育、生殖能力、血清激素水平、以及下丘脑-脑垂体-性腺轴（HPG轴）上相关基因表达等,较为系统地评价斑马鱼生殖机能的损伤和恢复作用。其次,研究了斑马鱼经MC-LR暴露21天及清水养殖21天处理条件下,测定了卵巢相关抗氧化酶活性及其转录水平、丙二醛（MDA）、热激蛋白HSP70及HSP90、皮质醇激素及甲状腺素T3、T4水平,研究MC-LR暴露及清除后斑马鱼性腺的氧化应激损伤效应。最后,我们采用了 label free磷酸化蛋白质组学的分析方法研究在MC-LR暴露情况下雌性斑马鱼生殖机能的损伤及其恢复的相关信号通路。本研究围绕下丘脑-脑垂体-性腺轴、内分泌系统和卵巢抗氧化作用等三个层面开展研究,我们的研究将有助于加深对MCs暴露对鱼类的内分泌的破坏作用的理解,对水生生物种群多样性保护也具有参考价值。主要研究内容及结果如下:1.本研究中将成熟雌性斑马鱼暴露于浓度分别为0、1 μg/L和50 μg/L的MC-LR溶液中至21天,然后将这些斑马鱼取出置于无藻毒素的清水中继续养殖21天。经50 μg/L剂量MC-LR暴露后,卵巢呈现出显著的组织损伤病变,成熟卵细胞比例和产卵量均显著下降,受精率和孵化率降低,血液雌二醇、睾酮及卵黄蛋白原水平显著升高。下丘脑-脑垂体-性腺轴上相关基因转录水平显著改变,17βhsd和cyp19a的蛋白水平显著升高。将MC-LR暴露后的雌性斑马鱼转移至无毒素的清水中21天后,斑马鱼的相关生殖机能呈现出显著的恢复变化,包括卵巢组织结构趋于正常、成熟卵母细胞比例和产卵量均较MC-LR暴露处理组显著升高,激素水平及HPG轴相关基因表达及翻译水平与对照组相比无显著变化。这些研究结果表明,经过MC-LR暴露后,雌性斑马鱼的生殖机能损伤呈现出可恢复的变化,这与许多研究所报道的MCs处理后鱼类肝脏的损伤及其恢复作用类似。2.成熟雌性斑马鱼暴露于浓度分别为0、1 μg/L和50 μg/L的MC-LR溶液中至21天并置于清水中继续养殖21天。50 μg/L处理组血液中T3和T4水平显著下降,而在1μg/L处理组中血液T3和T4水平与对照组相比无显著变化。在两个MC-LR处理组中卵巢中皮质醇含量显著增加,表明MC-LR暴露引起斑马鱼卵巢发生显著的应激响应。测定了卵巢中的丙二醛浓度、谷胱甘肽（GSH）活性及转录水平、以及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、谷胱甘肽转移酶（GST）、谷胱甘肽还原酶（GR）、乙酰胆碱酯酶（AChE）、热激蛋白HSP90及HSP70水平变化情况。结果表明,相关抗氧化酶CAT、SOD和AChE的活性在1μg/L和50μg/L处理组均显著降低;而MDA含量和GPx和GR活性显著升高,表明MC-LR处理对斑马鱼卵巢产生了氧化胁迫,由于GSH对MC-LR暴露具有解毒作用,GST的活性增加进一步加速了 GSH的耗竭。热激蛋白HSP90和HSP70的转录及翻译水平均显著增加,表明热激蛋白具有为应对氧化应激而通过提升其基因及蛋白水平而保护卵巢免受损伤的作用。无毒素清水养殖的斑马鱼相关抗氧化酶、激素水平及甲状腺素等指标的恢复性变化表明这些参数在应对MC-LR暴露所引起的氧化应激损伤方面起到重要作用。3.本研究将斑马鱼暴露于0、1和5 μg/L的MC-LR溶液中30天,采用label free的磷酸化蛋白质组学的分析方法鉴定了卵巢中磷酸化蛋白的变化情况。在1μg/L处理组中,显著富集的蛋变质生物学功能包括:应激响应、细胞骨架组织、细胞过程、代谢过程、信号传导以及相关激酶的分子功能、SNAP受体活性、ATP绑定和催化活性等。而5 μg/L的MC-LR处理组引起显著变化的蛋白质磷酸化过程包括细胞氮化物代谢过程、细胞周期、DNA修复、核苷酸代谢转运定位及连接酶活性、嘌呤核苷酸绑定、ATP绑定和抗氧化酶活性等。而且,许多显著变化的磷酸化蛋白质涉及许多信号通路。在1 μg/L的MC-LR处理组中,MAPK信号通路中的热激蛋白HSPB1、抑微管装配蛋白STMN]、丝裂原活化蛋白激酶MAPK1/3、核糖体S6激酶RPS6KA等蛋白磷酸化水平发生显著变化。在5 μg/L的MC-LR处理组中,错配修复通路中的细胞周期依赖激酶CDK7、DNA聚合酶POLD3、复制因子RFC1等蛋白磷酸化水平显著改变。本研究为研究MC-LR暴露对斑马鱼致毒作用机制,也揭示了斑马鱼卵巢在MC-LR暴露损伤后的恢复机制和氧化损伤及其相关的信号通路。