Bifenthrin is a pyrethroid insecticide commonly used in agricultural and urban sectors, and is found in watersheds worldwide. As a sodium channel blocker, at sublethal concentrations it causes off-target effects, including disruption of calcium signaling and neuronal growth. At the whole organism level, sublethal concentrations of bifenthrin cause behavioral effects in fish species, raising concerns about the neurotoxic properties of the compound on fish populations. Here we describe the application of a high-throughput behavioral system to evaluate contaminant impacts on the sensitive early-life stages of Delta smelt (Hypomesus transpacificus), a critically endangered teleost species endemic to the San Francisco Bay Delta (SFBD), California, USA.

Leveraging the natural behavior of early-larval Delta smelt, whereby they increase movement in bright light and decrease movement in the dark, we developed a test using a cycle of light and dark periods in a closed chamber to test hyper- or hypoactivity for this species. We show that early-larval Delta smelt have a significant preference to move toward light, and utilized the behavioral test to evaluate the impact of exposure to bifenthrin at concentrations found in habitats where Delta smelt reportedly spawn, ranging up to concentrations detected in tributaries to these habitats. All tested concentrations of bifenthrin (nominal 2, 10, or 100 ng/L) caused hyperactivity, over a 96 h exposure, with noted significance determined during the light period of the test. To further understand the impact of bifenthrin exposure, expression of a suite of genes relevant to neurodevelopment, the mechanistic target of rapamycin (mTOR) signaling pathway, and biotransformation in exposed larvae were also measured. Following exposure to picomolar concentrations of bifenthrin, expression of genes in the mTOR signaling and neurogenesis pathways were altered alongside behavior. This study demonstrates how light and dark cycle behavioral tests can be used to assess sensitive alterations in swimming activity in Delta smelt at early developmental stages and how gene expression can complement these assays. This approach can be used to assess the impact of multiple compounds that occur within the restricted habitat of Delta smelt, thus having the potential to greatly inform conservation management strategies for this critically sensitive life stage.

联苯菊酯是一种常用于农业和城市部门的拟除虫菊酯杀虫剂，在世界各地的流域中都有发现。作为钠通道阻滞剂，在亚致死浓度下会导致脱靶效应，包括破坏钙信号传导和神经元生长。在整个生物体水平上，联苯菊酯的亚致死浓度会导致鱼类的行为影响，引起人们对该化合物对鱼类种群的神经毒性特性的担忧。在这里，我们描述了应用高通量行为系统来评估污染物对 Delta smelt ( Hypomesus transpacificus )敏感早期生命阶段的影响，这是美国加利福尼亚州旧金山湾三角洲 (SFBD) 特有的一种极度濒危的硬骨鱼物种.

利用早期幼虫 Delta smelt 的自然行为，即它们在强光下增加运动并减少在黑暗中的运动，我们开发了一项测试，使用封闭室中的明暗周期循环来测试该物种的活动过度或活动不足. 我们表明，早期幼虫 Delta 有明显的偏好向光移动，并利用行为测试来评估在据报道 Delta 有产卵的栖息地中发现的浓度下暴露于联苯菊酯的影响，范围高达在这些支流中检测到的浓度栖息地。所有测试的联苯菊酯浓度（标称 2、10 或 100 ng/L）在暴露 96 小时后都会引起多动症，在测试的光照期间确定了显着的显着性。为了进一步了解联苯菊酯暴露的影响，还测量了与神经发育相关的一组基因的表达、雷帕霉素 (mTOR) 信号通路的机制靶点和暴露幼虫的生物转化。在暴露于皮摩尔浓度的联苯菊酯后，mTOR 信号传导和神经发生途径中的基因表达与行为一起发生改变。这项研究展示了如何使用明暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼中游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。还测量了雷帕霉素 (mTOR) 信号通路的机制目标和暴露幼虫的生物转化。在暴露于皮摩尔浓度的联苯菊酯后，mTOR 信号传导和神经发生途径中的基因表达与行为一起发生改变。这项研究展示了如何使用明暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼中游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。还测量了雷帕霉素 (mTOR) 信号通路的机制目标和暴露幼虫的生物转化。在暴露于皮摩尔浓度的联苯菊酯后，mTOR 信号传导和神经发生途径中的基因表达与行为一起发生改变。这项研究展示了如何使用明暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼中游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。还测量了暴露的幼虫的生物转化。在暴露于皮摩尔浓度的联苯菊酯后，mTOR 信号传导和神经发生途径中的基因表达与行为一起发生改变。这项研究展示了如何使用明暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼中游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。还测量了暴露的幼虫的生物转化。在暴露于皮摩尔浓度的联苯菊酯后，mTOR 信号传导和神经发生途径中的基因表达与行为一起发生改变。这项研究展示了如何使用明暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼中游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。mTOR 信号传导和神经发生途径中基因的表达随着行为而改变。这项研究展示了如何使用光和暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。mTOR 信号传导和神经发生途径中基因的表达随着行为而改变。这项研究展示了如何使用明暗循环行为测试来评估早期发育阶段 Delta 冶炼中游泳活动的敏感变化，以及基因表达如何补充这些检测。这种方法可用于评估在 Delta 冶炼有限栖息地内发生的多种化合物的影响，从而有可能为这个极其敏感的生命阶段的保护管理策略提供大量信息。