暗適應(yīng)條件下斑馬魚的光譜敏感性

盧克祥，許柳雄，錢衛(wèi)國

(1.上海海洋大學(xué) 海洋科學(xué)學(xué)院，上海 201306；2.浙江海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院，舟山 316022)

斑馬魚Daniorerio是一種生活在緩慢流水水域的上層魚類，其生活的水環(huán)境植物茂盛、地形復(fù)雜，生物棲息地具有很大范圍的光亮度和光譜波長分布[1]。復(fù)雜水環(huán)境中的日間活動方式，表明斑馬魚具有發(fā)達(dá)的視覺能力[2]。斑馬魚是脊椎動物視覺系統(tǒng)研究中一種典型的模式生物，其視網(wǎng)膜具有與其他脊椎動物相同的神經(jīng)元類別[3-5]。成年斑馬魚視網(wǎng)膜中擁有視覺感知所必需的視感受器，即視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞。不同類型的視細(xì)胞含有不同的感光色素，從而表現(xiàn)出不同的光譜敏感性，如視桿細(xì)胞的敏感峰值為500 nm，U-視錐細(xì)胞、S-視錐細(xì)胞、M-視錐細(xì)胞和L-視錐細(xì)胞的敏感峰值分別為362、415、480、570 nm[6]。不同類型視細(xì)胞共同作用決定了斑馬魚的光譜敏感性[7-8]。

視網(wǎng)膜電圖(ERG)是一種微創(chuàng)性的視覺研究方案，記錄了視網(wǎng)膜組織在光誘導(dǎo)下胞外場電位的變化[9]，可以用于評估動物的視覺感知[10]。Huges等[3]和Saszik等[8]曾利用視網(wǎng)膜電圖技術(shù)研究了明適應(yīng)條件下不同發(fā)育階段斑馬魚的光譜敏感性，發(fā)現(xiàn)斑馬魚的明視光譜敏感性隨著年齡的增加而增加，且明適應(yīng)條件下斑馬魚光譜敏感性曲線有4個峰值(360、400、500、580 nm)，并且在460、540 nm波長處發(fā)現(xiàn)斑馬魚光譜敏感性出現(xiàn)明顯的下降趨勢。Huges等[3]和Saszik等[8]的研究結(jié)果與Robinson等[6]利用分光光度計測試視細(xì)胞的光譜敏感性結(jié)果一致。Bilotta等[11]曾利用視網(wǎng)膜電圖技術(shù)研究了暗適應(yīng)條件下不同發(fā)育階段斑馬魚的光譜敏感性，發(fā)現(xiàn)斑馬魚的暗視光譜敏感性會隨著年齡變化而變化，且視桿細(xì)胞對暗視光譜敏感性的貢獻(xiàn)隨著年齡的增加而增加。暗適應(yīng)條件下斑馬魚的光譜敏感性主要由暗視視覺主導(dǎo)[12]，而暗視視覺受暗適應(yīng)狀態(tài)的影響。Bilotta等[11]在試驗設(shè)計時暗適應(yīng)時間設(shè)定為60 min，閃光刺激時間間隔設(shè)定為15 s，但未考慮斑馬魚暗適應(yīng)狀態(tài)和ERG試驗中閃光刺激時間間隔對試驗結(jié)果的影響。為此，本研究中首先探究了斑馬魚ERG試驗中暗適應(yīng)時間和閃光刺激時間間隔對ERG記錄的影響，并探究了斑馬魚在暗適應(yīng)條件下對不同波長刺激光的ERG響應(yīng)和光譜敏感性，旨在為斑馬魚ERG試驗標(biāo)準(zhǔn)化方案的確定和斑馬魚視覺生態(tài)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗魚購自上海乙諾水族科技有限公司，為體長3.5～4.0 cm的6月齡成年斑馬魚。

1.2 方法

1.2.1 暫養(yǎng)與管理 試驗前，將試驗魚在上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院魚類行為實驗室的循環(huán)水槽中暫養(yǎng)兩周，暫養(yǎng)水槽尺寸為500 cm×80 cm×60 cm。暫養(yǎng)用水為曝氣后的自來水，水溫為(28±0.5)℃[13]，pH為7.0～7.5。每周更換一次循環(huán)水槽的過濾棉和30%水體。暫養(yǎng)期間,由4個100 W的全光譜LED燈(上海寸景水族有限公司)提供照明，光照周期為14 h光照(L)∶10 h黑暗(D)(光照時段為8:00—22:00)[14]，每天投喂一次人工配合飼料。

1.2.2 刺激光 采用13組10 W的集成LED燈珠作為刺激光源，波長范圍包含紫外光和可見光，峰值波長分別設(shè)定為340、365、380、400、420、440、460、480、500、520、550、585、620 nm，額定功率為10 W，LED光源參數(shù)詳見表1。刺激光經(jīng)液芯光纖傳導(dǎo)至試驗魚眼睛處，光路中設(shè)置了電子快門和中性密度濾光片。電子快門由上位機控制，用于控制刺激時長和刺激時間間隔。中性密度濾光片用于產(chǎn)生不同刺激強度的光，本試驗共設(shè)置10組中性密度濾光片，光密度(OD)為0～4.5。試驗前，分別利用紫外光功率計(U-20，杭州遠(yuǎn)方光電)和可見光功率計(TES132，泰仕)測試刺激光源在額定功率下魚眼處的輻照度。由于不同波長的刺激光在相同輻照度條件下輻射的光子數(shù)不同，為了保證不同波長刺激光刺激強度的統(tǒng)一，本文中將輻照度轉(zhuǎn)換為單位時間內(nèi)通過單位面積的光子數(shù)(photons/(s·cm2))。試驗時，改變光路中的中性密度濾光片以控制魚眼處輻照度大小，刺激光的輻照度由小到大，以0.5個lg單位遞增(表1)。

表1 集成LED光源參數(shù)Tab.1 Parameters of integrated LED light source

1.2.3 ERG記錄裝置 ERG記錄裝置主要包括記錄電極、參考電極、前置放大器、帶通濾波器、消噪器、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、法拉第籠、環(huán)形水槽、微操縱器和上位機等。記錄電極為直徑0.25 mm的鉑金絲電極，參考電極為直徑0.25 mm的醫(yī)用鋼針電極(西安富德醫(yī)療，中國)。ERG記錄時，通過手動微操縱器(KITE-R，WPI，美國)調(diào)整和固定記錄電極與參考電極，使記錄電極緊密接觸魚眼，參考電極插入試驗魚顱骨中央處。記錄電極頂端彎曲成“O”形，避免電極尖端緊密接觸魚眼時損傷試驗魚視網(wǎng)膜。試驗時在魚眼處滴入人工淚液以維持魚角膜濕潤，且保證記錄電極與角膜接觸良好。試驗前后均需將電極浸泡于體積分?jǐn)?shù)75%的醫(yī)用乙醇中進(jìn)行消毒和去除電極上黏附的雜質(zhì)。

電極記錄的ERG信號經(jīng)前置放大器(NL 104，CED，英國)進(jìn)行差分放大后輸入帶通濾波器(NL 125，CED，英國)進(jìn)行濾波。本試驗中設(shè)置帶通濾波器的低頻截止頻率為0.5 Hz，高頻截止頻率為100 Hz。濾波后的ERG信號經(jīng)消噪器(Humbug，加拿大)濾除信號中50 Hz的工頻噪聲后，傳入生物電信號采集分析系統(tǒng)(Micro3-1401，CED，英國)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理。最終ERG信號傳導(dǎo)至上位機進(jìn)行顯示和保存。上位機軟件采用Spike 2 V8.00(CED)，系統(tǒng)采樣頻率為300 Hz。

1.2.4 試驗魚預(yù)處理 試驗時，將完成暗適應(yīng)的試驗魚浸泡于0.4 g/L MS-222溶液中進(jìn)行麻醉[2]。待試驗魚鰓蓋停止張合后，迅速在其軀干背部注射0.02 mL濃度為50 mg/kg的戈拉碘銨(加拉碘銨)溶液[2]。將試驗魚一側(cè)朝上固定于法拉第籠中圓形水槽內(nèi)的平臺上，并用富氧的0.1 g/L MS-222溶液進(jìn)行人工灌流，灌流液水溫為28 ℃[3]。麻醉和注射加拉碘銨溶液的目的是抑制試驗魚的肌肉活動，保障電極的穩(wěn)定接觸和避免肌肉活動所產(chǎn)生電信號干擾。人工灌流的目的是保障試驗期間試驗魚的氧氣供應(yīng)和維持試驗魚麻醉狀態(tài)。

1.2.5 ERG記錄試驗 試驗在上海海洋大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院魚類電生理實驗室中進(jìn)行，為了避免晝夜節(jié)律對斑馬魚ERG記錄的影響，試驗在9:00—17:00時段進(jìn)行。

1)不同暗適應(yīng)時間下的ERG記錄。隨機選取30尾生長狀態(tài)一致且健康有活力的成年斑馬魚分別置于避光水箱中暗適應(yīng)10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120 min后，以給定刺激光(波長為500 nm，強度為1.84×1013photons/(s·cm2)，刺激時長為300 ms[8])，記錄30尾斑馬魚在不同暗適應(yīng)時間下的ERGs。

2)不同閃光刺激時間間隔下的ERG記錄。隨機選取30尾生長狀態(tài)一致且健康有活力的成年斑馬魚，暗適應(yīng)100 min后，以給定刺激光(光條件同上)，刺激時長為300 ms[8]，分別以10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 s的時間間隔連續(xù)刺激眼睛10次，記錄30尾斑馬魚在不同閃光刺激時間間隔下的ERGs。

3)不同波長刺激光下的ERG記錄。隨機選取30尾生長狀態(tài)一致且健康有活力的成年斑馬魚，暗適應(yīng)100 min后，記錄其在不同波長(340～620 nm)和不同強度(OD值為0～4.5)光刺激下的ERGs。為了避免系統(tǒng)誤差，同一尾斑馬魚在相同刺激條件下刺激3次(刺激時間間隔60 s)，結(jié)果取3次刺激的ERG響應(yīng)平均值。試驗時，不同刺激波長的順序隨機確定，且在不同波長組之間測試試驗魚對波長500 nm、輻照度1.84×1013photons/(s·cm2)刺激光的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)校正。

1.2.6 不同暗適應(yīng)時間、刺激時間間隔對斑馬魚視網(wǎng)膜電圖的影響試驗 以視網(wǎng)膜電圖的b波振幅作為斑馬魚視網(wǎng)膜對刺激光的響應(yīng)，記錄不同刺激條件下的視網(wǎng)膜電圖響應(yīng)。試驗結(jié)果數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±S.D.)表示。

1)暗適應(yīng)時間對ERG的影響。30尾斑馬魚在10～120 min暗適應(yīng)時間下的ERG b波振幅進(jìn)行t檢驗(P=0.05)，當(dāng)ERG b波振幅的組間無顯著性差異時(P>0.05)，則認(rèn)為暗適應(yīng)時間對斑馬魚ERG響應(yīng)不再產(chǎn)生影響。

2)閃光刺激時間間隔的影響。參考Kanmizutaru等[15]方法，刺激時間間隔對ERG響應(yīng)的影響率(α)計算公式為

α=(R1-R10)/R1×100%。

(1)

其中：α為影響率(%)；R1為第1次刺激的ERG響應(yīng)；R10為第10次刺激的ERG響應(yīng)。

對30尾斑馬魚在10～100 s閃光刺激時間間隔下的ERG響應(yīng)R1和R10進(jìn)行配對樣本t檢驗，當(dāng)R1和R10無顯著性差異時(P>0.05)，認(rèn)為此時的刺激時間間隔對斑馬魚ERG響應(yīng)無影響。

1.2.7 斑馬魚光譜敏感性的計算 通過繪制斑馬魚的ERG響應(yīng)和刺激光輻照度二者對數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，找出其線性響應(yīng)區(qū)間，并在線性范圍內(nèi)確定斑馬魚的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)振幅。參考Demarco等[16]方法，通過插值法計算出每個波長刺激光下產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)的lg(輻照度)值，即為斑馬魚在不同波長下的光譜敏感性。

2 結(jié)果與分析

2.1 斑馬魚的ERG

圖1顯示了刺激光波長為500 nm、lg(輻照度)分別為11.0、11.5和12.0時，斑馬魚暗視ERG波形。試驗中刺激時長設(shè)為300 ms[8]，圖中on和off代表光刺激的開始和結(jié)束。從圖1可見，斑馬魚ERG響應(yīng)振幅隨著刺激光lg(輻照度)的增加而增加。從圖中還觀察到3種ERG波形成分，包括刺激瞬間出現(xiàn)的a波、隨之出現(xiàn)的振動幅度較大且增勢迅猛的b波以及在刺激結(jié)束后才出現(xiàn)的d波。ERG b波振幅明顯，反映了斑馬魚雙極細(xì)胞的電活動[17]，代表了其第一層具有顏色分辨能力的視網(wǎng)膜神經(jīng)元[18]。因此，本文中以ERG b波振幅作為斑馬魚視網(wǎng)膜對刺激光的響應(yīng)，即ERG響應(yīng)。

圖1 不同強度光刺激下斑馬魚的視網(wǎng)膜電圖(ERGs)Fig.1 ERGs of zebrafish stimulated by different light intensities

2.2 不同暗適應(yīng)時間下的ERG響應(yīng)

圖2顯示了30尾成年斑馬魚暗適應(yīng)10～120 min時的ERG振幅。從圖2可見，ERG振幅隨著暗適應(yīng)時間的延長而逐漸增大，并在90 min后趨于穩(wěn)定。t檢驗結(jié)果顯示，暗適應(yīng)時間大于90 min后ERG響應(yīng)組間無顯著性差異(P>0.05)，表明斑馬魚暗視ERG記錄時至少需要暗適應(yīng)90 min。

2.3 不同閃光刺激間隔時間下的ERG響應(yīng)

圖3顯示了暗適應(yīng)100 min的30尾成年斑馬魚在閃光刺激時間間隔為10～100 s時的ERG響應(yīng)R1和R10。從圖3可見，R10隨著刺激時間間隔的延長而逐漸增加，并不斷趨于R1值。對30尾斑馬魚的R1和R10兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行配對t檢驗，發(fā)現(xiàn)閃光刺激間隔時間大于50 s時，30尾斑馬魚的R1和R10兩組數(shù)據(jù)間無顯著性差異(P>0.05)。這表明，連續(xù)的閃光刺激時間間隔大于50 s不會改變斑馬魚的暗適應(yīng)狀態(tài)，從而不影響后續(xù)ERG響應(yīng)。

標(biāo)有不同字母者表示組間有顯著性差異(P<0.05)，標(biāo)有相同字母者表示組間無顯著性差異(P>0.05)，下同。The means with different letters are significantly different in the groups at the 0.05 probability level,and the means with the same letter are not significant differences,et sequentia.圖2 不同暗適應(yīng)時間下的ERG響應(yīng)Fig.2 ERG amplitudes at different dark adaptation time

圖3 不同光刺激時間間隔下的EGR響應(yīng)R1和R10Fig.3 EGR R1 and R10 under different light stimulus intervals

繪制30尾暗適應(yīng)100 min的成年斑馬魚在閃光刺激時間間隔為10～100 s時的EGR影響率α。從圖4可見：隨著刺激時間間隔的延長EGR影響率呈現(xiàn)遞減的趨勢，并最終趨于0；刺激時間間隔分別為10、20、30、40、50 s時，EGR影響率分別為43.63%、25.32%、10.7%、5.1%、0.98%，刺激時間間隔大于60 s時，影響率趨于0。這表明，連續(xù)的閃光刺激時間間隔大于60 s時影響率趨于0，結(jié)合R1和R10兩組數(shù)據(jù)的配對t檢驗結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)斑馬魚ERG試驗中刺激時間間隔大于50 s時連續(xù)閃光刺激并不影響后續(xù)ERG響應(yīng)。

圖4 不同光刺激時間間隔對EGR響應(yīng)的影響率Fig.4 ERG effect ratio of different time intervals of light stimulation

2.4 斑馬魚光譜敏感性

為了確定斑馬魚ERG標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)振幅，對不同刺激條件下的斑馬魚ERG響應(yīng)取對數(shù)，并繪制了ERG響應(yīng)與輻照度二者對數(shù)(lg)間的關(guān)系(圖5)，從圖中的離散數(shù)據(jù)可以判斷二者呈線性相關(guān)。利用最小二乘法對二者的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果顯示，13組波長下lg(ERG響應(yīng))與lg(輻照度)的數(shù)據(jù)和最佳擬合線性方程之間擬合程度高，決定系數(shù)R2均大于0.95，且其中12組波長擬合方程的剩余標(biāo)準(zhǔn)差均小于0.1，僅420 nm波長組擬合方程的剩余標(biāo)準(zhǔn)差高于0.1，為0.113。紫外光波段(340、365、380 nm)線性擬合方程的斜率分別為0.56、0.52、0.59，可見光波段(400～620 nm)線性擬合方程的斜率為0.67～0.88。不同刺激波長斜率之間的差異未發(fā)現(xiàn)一致的趨勢。

圖5 不同波長下ERG響應(yīng)與輻照度的關(guān)系Fig.5 Function relationship between response and irradiance at different wavelengths

由圖5可以判斷，50 μV(其lg值約1.7)的ERG響應(yīng)處在線性響應(yīng)區(qū)間內(nèi)，且始終高于噪聲水平。因此，本文以50 μV的ERG響應(yīng)作為標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)，計算斑馬魚的光譜敏感性。對30尾斑馬魚在13組不同波長下的lg(ERG響應(yīng))與lg(輻照度)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值(R2>0.95)，計算產(chǎn)生50 μV標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)的lg(輻照度)，并根據(jù)該lg(輻照度)值繪制斑馬魚的絕對光譜敏感性函數(shù)(圖6)。從圖6可見：斑馬魚暗視光譜敏感性在可見光波段(400～700 nm)峰值出現(xiàn)在500 nm處，在365 nm處(紫外光波段)發(fā)現(xiàn)了斑馬魚第二敏感峰值，365 nm的紫外敏感峰值相較于500 nm可見光敏感峰值低了約0.28個lg單位；斑馬魚的暗視光譜敏感性在可見光波段與視紫紅質(zhì)的光譜吸收曲線擬合較好，而視紫紅質(zhì)是斑馬魚視桿細(xì)胞的感光色素，說明可見光波段的光譜敏感性由斑馬魚視桿細(xì)胞主導(dǎo)。

圖6 斑馬魚的暗視光譜敏感性Fig.6 Scotopic spectral sensitivity of zebrafish

3 討論

3.1 斑馬魚暗視ERG的最佳試驗參數(shù)

人類從明亮的環(huán)境進(jìn)入完全黑暗的環(huán)境，眼睛需要20～30 min完全暗適應(yīng)，而從黑暗環(huán)境進(jìn)入明亮的環(huán)境僅需5 min左右就能完全明適應(yīng)[19]。國際臨床視覺電生理學(xué)會(ISCEV)明確規(guī)定，進(jìn)行人體臨床明視ERG記錄至少需要明適應(yīng)10 min，進(jìn)行人體臨床暗視ERG記錄至少需要暗適應(yīng)20 min[20]。明適應(yīng)過程耗費時間較短，在一般動物試驗中容易滿足。而暗適應(yīng)過程耗費時間較長，在試驗設(shè)計時過長的暗適應(yīng)時間將影響試驗進(jìn)程，而較短的暗適應(yīng)時間則無法滿足試驗需要，可能導(dǎo)致試驗誤差。在動物ERG試驗中并沒有明確的明、暗適應(yīng)時間標(biāo)準(zhǔn)，因此，明確斑馬魚ERG試驗的明、暗適應(yīng)時間有助于增加試驗的準(zhǔn)確性，也有助于斑馬魚ERG標(biāo)準(zhǔn)化試驗方案的確定。本研究表明，暗適應(yīng)時間對ERG影響顯著，ERG振幅隨著暗適應(yīng)時間的延長而逐漸增大，且暗適應(yīng)時間為10 min和90 min時的ERG振幅的差異高至260 μV(圖2)。ERG振幅在暗適應(yīng)時間達(dá)到90 min后趨于穩(wěn)定，表明暗適應(yīng)90 min后，斑馬魚進(jìn)入完全暗適應(yīng)狀態(tài)。ERG試驗中需要對暗適應(yīng)的斑馬魚進(jìn)行連續(xù)的閃光刺激，而連續(xù)的閃光刺激可能會激活斑馬魚明視視覺系統(tǒng)，從而改變斑馬魚的暗適應(yīng)狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致ERG響應(yīng)發(fā)生變化，影響ERG評估的準(zhǔn)確性。因此，明確不影響后續(xù)ERG記錄的閃光刺激時間間隔對于增加ERG試驗的準(zhǔn)確性也具有重要的意義。本研究中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)的閃光刺激時間間隔為50 s時影響率為0.98%，閃光刺激時間間隔大于60 s時影響率趨于0(圖4)，由此可見，斑馬魚暗視ERG試驗中大于50 s的閃光刺激時間間隔是較好的選擇。在斑馬魚ERG試驗中，除了暗適應(yīng)時間和閃光刺激時間間隔外，晝夜節(jié)律也可能對ERG記錄產(chǎn)生影響[21]。

3.2 暗適應(yīng)條件下斑馬魚的光譜敏感性

成年斑馬魚擁有發(fā)達(dá)的視覺系統(tǒng)[22-23]，其視覺系統(tǒng)可分為視桿視覺系統(tǒng)(暗視)和視錐視覺系統(tǒng)(明視)兩個子系統(tǒng)[12]。暗適應(yīng)條件下，視桿視覺系統(tǒng)是主導(dǎo)斑馬魚視覺的系統(tǒng)[12]。視桿細(xì)胞中含有視紫質(zhì)和視紫紅質(zhì)兩種感光色素，視紫質(zhì)的光譜吸收峰值波長為523 nm，視紫紅質(zhì)的光譜吸收峰值波長為500 nm[24]。本研究表明，暗適應(yīng)條件下斑馬魚對可見光的光譜敏感性峰值與視紫紅質(zhì)光譜吸收峰值波長一致，且斑馬魚在可見光波段的光譜敏感性曲線與視紫紅質(zhì)的光譜吸收曲線基本吻合，說明暗適應(yīng)條件下斑馬魚的光譜敏感性主要由視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)決定。而溫度和光線會影響魚類視桿細(xì)胞中視紫質(zhì)和視紫紅質(zhì)的比率[25]，可能會導(dǎo)致不同環(huán)境下的斑馬魚光譜敏感性存在差異。此外，不同發(fā)育階段對斑馬魚的光譜敏感性也有影響，如斑馬魚幼魚在14 dpf(受精時長)時的光譜敏感性峰值為540 nm，而發(fā)育到24 dpf時光譜敏感性峰值向短波遷移，為500 nm[11]。本研究結(jié)果顯示，暗適應(yīng)的斑馬魚成魚對可見光的光譜敏感性峰值也為500 nm，說明斑馬魚視桿細(xì)胞在24 dpf時可能已經(jīng)基本發(fā)育完全。Douglas等[26-27]認(rèn)為，生活在水深大于200 m的深水魚類對470～490 nm波長的光最敏感，而生活在200 m以內(nèi)淺水的中上層魚類對490～520 nm的波長最敏感。魚類視覺系統(tǒng)在長期進(jìn)化過程中具有適應(yīng)性特征，斑馬魚光譜敏感性可能是其在長期進(jìn)化過程中適應(yīng)了其生活的中上層水層光環(huán)境的結(jié)果。

3.3 暗適應(yīng)條件下斑馬魚的紫外敏感性

本研究表明，暗適應(yīng)狀態(tài)的斑馬魚不僅對可見光敏感，也表現(xiàn)出對紫外光敏感，在斑馬魚的暗視光譜敏感性的紫外光波段發(fā)現(xiàn)了一個敏感峰值(約365 nm處)(圖6)，且該峰值的波長比視紫紅質(zhì)峰值吸收光譜(500 nm)或視紫質(zhì)峰值吸收光譜(523 nm)低得多，說明斑馬魚的紫外敏感性并非由視桿細(xì)胞介導(dǎo)。而U-視錐細(xì)胞視色素的光譜吸收峰值波長為362 nm[6]，紫外波段的光譜敏感峰值(365 nm)與U-視錐細(xì)胞的峰值吸收光譜(362 nm)相匹配[6]，表明暗適應(yīng)條件下的斑馬魚紫外光譜敏感性由U-視錐細(xì)胞介導(dǎo)。這一結(jié)果表明，暗適應(yīng)條件下，斑馬魚的U-視錐細(xì)胞參與了暗視視覺，因此，可以判斷斑馬魚的短波視覺類型屬于Losey等[28]提出的紫外特化型短波視覺。U-視錐細(xì)胞是斑馬魚視覺系統(tǒng)中非常重要的組成成分，占總視細(xì)胞數(shù)的25%，且U-視錐細(xì)胞是最先發(fā)育的視細(xì)胞[6,29]。斑馬魚明視視覺中U-視錐細(xì)胞的參與有著重要的生態(tài)原因，斑馬魚生活的淺水水域紫外線含量豐富?；赨-視錐細(xì)胞的紫外視覺可以增強對獵物的探測能力，有利于斑馬魚生存[30]。而斑馬魚暗視視覺中U-視錐細(xì)胞的參與并不意味著斑馬魚在暗適應(yīng)條件下具有色覺，而是有助于斑馬魚的暗視光譜敏感性功能。暗適應(yīng)的斑馬魚通過視桿細(xì)胞和U-視錐細(xì)胞共同作用，擴大了其暗視視覺光譜敏感范圍。此外，視錐細(xì)胞相對視桿細(xì)胞而言對光更為敏感，暗視視覺中U-視錐細(xì)胞的參與也有助于增加斑馬魚暗視視覺的靈敏度[28]。

4 結(jié)論

1)斑馬魚暗適應(yīng)90 min以上，其暗視ERG響應(yīng)趨于穩(wěn)定。

2)連續(xù)的閃光刺激時間間隔大于50 s時不影響后續(xù)暗視ERG響應(yīng)的記錄。

3)本試驗條件下，暗適應(yīng)的斑馬魚對可見光(400～700 nm)的光譜敏感性峰值為500 nm，對UV的光譜敏感性峰值為365 nm。其視網(wǎng)膜中的視桿細(xì)胞和U-視錐細(xì)胞共同參與了暗視視覺，增加了暗視光譜敏感范圍，提高了暗視視覺的靈敏度。