鲢鱼、草鱼和尼罗罗非鱼热休克蛋白70基因cDNA全序列的克隆与分析

采用RT-PCR技术和RACE技术分别从淡水食毒藻鱼类鲢鱼（Hypophthalmichthys molitrix）、尼罗罗非鱼（Oreochromis nilotica）及草食性鱼类草鱼（Ctenopharyngodon idella）肝脏扩增出热休克蛋白70（HSP70）cDNA全序列,并与其它鱼类、两栖类和哺乳类动物的HSP70氨基酸进行了同源性比较. 结果表明,鲢鱼、草鱼和尼罗罗非鱼肝脏HSP70基因cDNA全长分别为2356 bp、2348 bp和2242 bp,分别编码649、649和638个氨基酸.鲢鱼、草鱼和尼罗罗非鱼HSP70与其它鱼类、两栖类和哺乳类动物HSP70氨基酸同源性均较高,表明其在进化上高度保守,且承担着重要的生理功能.构建系统进化树发现,鲢鱼、草鱼与其它鲤科鱼类斑马鱼、银鲫（Carassius auratus gibelio）的HSP70氨基酸同源性较高,处于同一进化树分枝;而尼罗罗非鱼HSP70未与其它鲈形目鱼类,如鲷科鱼类聚为一枝,而是占据一个独立的分枝,这与克隆得到的鲢鱼、草鱼肝脏HSP70基因可能为结构型HSP70,而尼罗罗非鱼肝脏HSP70基因可能为诱导型HSP70的结果相一致.     

稀有鮈鲫HMGR基因全长克隆及雄鱼经五氯酚暴露基因表达的分析

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,HMGR)是甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)途径中的第一个关键限速酶.克隆稀有鮈鲫HMGR基因全长,分析该基因在不同组织及雄鱼经不同浓度五氯酚(pentachlorophenol,PCP)暴露的表达差异,探索PCP对类固醇激素前体(胆固醇)合成水平基因转录调控的内分泌干扰机制.采用同源克隆策略及cDNA末端快速扩增技术(rapid-amplification of cDNA ends,RACE),从稀有鮈鲫肝脏中首次克隆得到3 101碱基(bp)的HMGR基因cDNA全长,基因命名为GrHMGR(GenBank accession No:KF885724).GrHMGR编码884个氨基酸,系统发育树分析表明,GrHMGR编码的蛋白与其他鱼类来源的HMGR氨基酸序列同源性较高.Real-time PCR分析表明GrHMGR的表达有组织特异性,在大脑,性腺和肝脏中均有表达,性腺中表达量最高.稀有鮈鲫雄鱼经不同浓度PCP暴露后,GrHMGR在大脑和性腺的表达随PCP浓度的增加显著下降,然而在肝脏组织中表达趋势有所不同.HMGR的表达下降会减少胆固醇的合成.说明PCP暴露会通过干扰稀有鮈鲫的胆固醇合成途径,进而对内分泌系统产生影响.     

假单胞菌的氯儿茶酚1,2-双加氧酶基因的克隆和表达

 从土壤中分离得到1株降解2,4-二氯酚(2,4-DCP)能力较强的细菌菌株GT241-1,克隆了该菌株的3,5-二氯儿茶酚1,2-双加氧酶基因(dcpB),采用的克隆策略为:用Southern杂交对dcpB进行定位后,构建重组质粒,再用斑点杂交从重组质粒中筛选目的转化子.经序列测定得知dcpB亚克隆片段全长4303bp,其中dcpB基因编码区765bp.核苷酸和推测的氨基酸序列分析表明,dcpB与已在GenBank登记的相关基因有一定的差异.dcpB基因能够在大肠杆菌转化子中成功地表达有生物活性的酶.     

三唑磷水解酶基因的克隆及水解产物的确定

利用鸟枪法从三唑磷降解菌株mp-4(Ochrobactrum sp.)中克隆了三唑磷水解酶基因tpd,序列分析发现,该基因与甲基对硫磷水解酶基因mpd的同源性为98%,其结构基因含有996个碱基,除终止密码子外编码331个氨基酸,但该基因编码的酶比mpd编码的酶底物范围更广,不仅能水解甲基对硫磷,而且能高效水解三唑磷.利用克隆到的tpd基因编码的水解酶水解三唑磷,将水解反应产物进行液相色谱-质谱联机分析,发现该水解产物分子量为161,经理论分析确定该水解产物为1-苯基-3-羟基-1,2,4-三唑.     

养殖场周边环境污染对畜禽养殖质量影响研究——以基于DNA条形码技术的黄牛肉质检测物研究为例

当前养殖场周边环境严重影响畜禽类的养殖质量,以基于DNA条形码技术的黄牛肉质检测物研究为例,对黄牛肉的真伪进行了检测。对黄牛种类特异性基因COI基因(NC_006853.1)序列进行设计,利用DNA提取、DNA纯度和浓度测定、PCR扩增、电泳检测、DNA纯化和回收、DNA克隆,完成肉质真伪的检测。得到电泳检测结果,真正黄牛肉扩增片段长度为534 bp,其余肉品样本不能扩增出534 bp。实验结果表明,该检测方法操作方便,检测时间短,应用前景较好,可以满足市场肉类监督检测需要。     

绿色木霉AS3.3711的葡聚糖内切酶Ⅲ基因的克隆与表达

为研究构建可降解纤维类固体废弃物的工程菌,采用RT-PCR方法克隆到绿色木霉(Trichoderma viride)AS3.3711的葡聚糖内切酶Ⅲ(EGⅢ)的cDNA 基因,测序后构建到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)诱导型表达载体pYES2 上,用正交实验对超声波辅助酵母转化系统进行了优化.转化获得的EGⅢ转化子用2%的β-D-半乳糖诱导,用Northern 杂交、刚果红染色法和CMC糖化力法分别对目的基因的转录和表达产物的葡聚糖内切酶活性进行检测.结果表明, EGⅢ的cDNA 基因开放阅读框长度为1254bp,编码418个氨基酸,推测蛋白质分子量为44.1×103.正交实验中较优组合为第5组(超声波处理60s,温育40min,单链DNA 150μg,热激5min); 刚果红染色显示,转化子可产生明显的水解圈;CMC酶活检测显示该基因能在酿酒酵母中表达有生物活性的EGⅢ并分泌到胞外,发酵液中的酶活在培养60h达到最高0.041 U/mL;最适酶解温度为50℃;最适pH 值为5.8.     

Phaeocystis globosa核糖体大亚基(28SrDNA)的序列分析与分类学意义

对一株Phaeocystisglobosa的28SrDNA基因序列测定,共得到碱基大小为1795bp的两个序列片段,其中序列一的长度为970bp,序列二的长度为825bp。将Ph.globosa与Ph.antarctica和Prymnesiumpatelliferum同源序列进行对比,发现Ph.globosa与Ph.antarctica仅在序列二中有一个碱基插入/缺失,同源性为99.99%,而与Pr.patelliferum相比,有7处插入/缺失,碱基总变异率为6.13%;研究发现序列一中有一个比较明显的高度保守区和两个高变区;序列二中有两个比较明显的高变区、一个保守区和一个高度保守区。对28SrDNA基因RNA二级结构分析发现,DNA序列保守区在RNA二级结构上也非常保守,与DNA序列分析结果一致,都证明28SrDNA基因只适用于种以上水平的分类研究,不宜用于种间和种下水平的研究。     

焦化废水活性污泥PAH双加氧酶基因多样性分析

为分析焦化废水活性污泥中降解PAH双加氧酶的多样性,利用16Sr DNA-PCR-DGGE方法,以实际焦化废水好氧单元活性污泥总DNA为模板,通过引物对污泥中的双加氧酶基因进行了克隆表达和多样性分析.结果表明,以活性污泥总DNA为模板,利用引物RHD-GN-610F和RHD-GN-916R扩增后有明显的产物,产物大小约为300bp;DGGE指纹图谱显示PCR产物有8条分离条带,丰度分别为2.99%、8.16%、20.75%、28.50%、8.62%、7.26%、10.62%和13.10%;条带经切胶回收PCR扩增后出现明显的扩增产物,TA克隆后成功测试出4条序列,长度分别为305bp,298bp,334bp和294bp,表明焦化废水活性污泥中存在不同降解PAH的RHD酶.这些结果为焦化废水中PAHs的风险评估及其潛在生物降解提供理论基础.     

三苯基甲烷类染料氧化酶基因(tpmD)在大肠杆菌中的无诱导表达

为了解决嗜水气单胞菌DN322对鱼类的潜在致病性问题,有必要克隆表达该菌的三苯基甲烷染料脱色酶基因tpmD.通过PCR方法获得该基因,并与脱色希瓦氏菌S12的NAD(P)H脱氢酶基因启动子和用于荧光标记的编码CCPGCC的碱基序列融合,将有启动子和无启动子的融合基因片段分别连接到质粒pMD18-T中,转化大肠杆菌E.coli DH5α和E.coli BL21.结果发现,有启动子的融合基因能被E.coil在不加诱导物IPTG的条件下高效正确表达,脱色酶活性甚至超过基因供体菌DN322.将上述两株大肠杆菌工程菌株在自然水体中进行孔雀石绿污染小试处理,60d内在每个350mL反应体系中累积共投加大于10000mg的孔雀石绿,脱色率一直保持在92%以上;细菌数量最后增加了5～10倍.研究结果证明,基因工程菌在不加营养物的条件下也有很强的脱色活性和长期的存活能力;在tpmD基因3'端加入的用于螯合双砷荧光染料的18bp编码氨基酸碱基序列不影响此基因的表达和酶的脱色活性,这将赋予此工程菌可示踪性.     

诺卡氏菌株C-14-1中腈水解酶基因的鉴定、测序及分析

从腈纶废水中分离到高效降解多种污染物的诺卡氏菌株C-14—1,并对该菌中腈水解酶的基因进行鉴定和测序．利用红球菌中腈水解酶氨基酸保守区设计核苷酸引物,以菌株C-14—1的总DNA为模板,PCR扩增发现一条预期大小的DNA带．Southern杂交显示基因组中存在一个腈水解酶基因．进一步构建基因文库和菌落原位杂交,克隆到一个约4．5kb的DNA片段．DNA序列测定和分析表明,该DNA片段携带长度为1143bp的腈水解酶基因．比对分析表明,该基因与国际上发表的红球菌和诺卡氏菌中的腈水解酶基因高度相似．     

典型电子废物焚烧区水生生物多溴联苯醚累积特征

对广东清远某电子废物焚烧区封闭水体中水生生物体PBDEs(多溴联苯醚)的累积特征进行了研究. 结果表明,草虾、田螺、河蚌、鲫鱼、鲤鱼、黄鳝和乌鳢等水生生物体内w(∑₂₁PBDEs)(以脂肪质量计)为0.2487~24.50μg/g. 该电子废物焚烧区水生生物PBDEs污染较严重,较我国其他地区开放性水体的水生生物体w(PBDEs)高出1~3个数量级. 其中,底栖动物河蚌和田螺体内PBDEs累积最高,w(∑₂₁PBDEs)分别为11.38和4.968μg/g. 不同同系物在水生生物体内累积差异较大,BDE209是水生生物体PBDEs累积的主要组分,占49.83%~91.48%,八溴代和九溴代BDE也发生了高累积. 营养级是电子废物焚烧区水生生物PBDEs累积的最主要控制因素,但捕食和生活习性对生物体尤其是软体动物PBDEs累积也产生了较大影响.      

广东电子垃圾污染区水体底层鱼类对PCBs的富集效应

采用GC/MS分析方法测试了广东电子垃圾回收地水体沉积物中多氯联苯(PCBs)含量,并利用以前测定的底栖性鱼类(鲮鱼、鲫鱼和乌鳢)PCBs含量数据,计算了生物/沉积物富集因子(BSAF)和生物放大因子(BMF),研究底栖性鱼类对PCBs的富集能力及其影响因素.研究表明,沉积物中总PCBs含量达到24.5~38.6μg/g干重,证实当地环境已受到PCBs严重污染.鲮鱼、鲫鱼和乌鳢的BSAF范围分别为0.05~2.52、0.01~1.20和0.01~5.03.根据乌鳢/鲮鱼和乌鳢/鲫鱼食物关系计算的BMF范围分别为0.14~2.23和0.14~4.93, 其中大部分PCB同系物的BMF>1,表明乌鳢对PCBs具有生物放大作用.BSAF及BMF均与PCBs的KOW和氯原子取代数具有显著相关性,说明化合物的理化性质是控制其生物富集的主要因素.     

水质基准本土环节动物与水生昆虫受试生物筛选

作为水环境质量评价体系中重要的指示生物类别,水生环节动物和水生昆虫是水生生物基准研究中不可或缺的基准受试生物.参照美国水生生物基准技术指南, 选择我国广泛分布的10种本土环节动物和水生昆虫,搜集、筛选对各水生物种毒性最大的3种污染物,并进行水生生物敏感性分析. 在污染物毒性数据的物种敏感度分布中,若物种的累积概率小于30%则为较敏感,该物种可作为基准研究受试生物. 结果表明:不同生物对污染物敏感性存在差异,颤蚓对有机锡化合物、重金属,苏氏尾鳃蚓对重金属均较敏感;仙女虫、黄翅蜻、四节蜉、扁蜉对各类农药均较敏感;尾盘虫能够在一定程度上指示表面活性剂污染状况. 因此,环节动物颤蚓属、尾鳃蚓属、尾盘虫属、仙女虫属,水生昆虫黄翅蜻属、四节蜉属及扁蜉属均可作为水质基准研究中的受试生物.      

近40年来山东省南四湖水生植被演变及其驱动因素

基于2019年南四湖水生植被调查结果,结合历史资料,分析了1983～2019年全湖水生植被演变情况。结果表明:1)近40年来,南四湖优势种数量下降,结构发生改变,耐污种菹草代替不耐污种轮叶黑藻、微齿眼子菜等成为优势种;2)物种丰富度急剧下降,由74种下降为16种;3)水生植被总面积大幅缩减,挺水植物面积减少93.7%;4)单位面积生物量减少,植被生产力降低。造成这种水生植被演变的主要因素包括:1)湖泊水位波动对植被生长影响显著,2002年的极度干旱压缩了水生植被的生存空间;2)湖泊营养水平变化诱发优势种演变更替;3)人类活动干扰水生植被的生长与分布等。建议控制湖区内不当的人类活动,更好地保护南四湖湿地生态系统的健康,促进水生植被的恢复。     

保护淡水水生生物硝基苯水质基准研究

以硝基苯为研究对象,在分析美国和中国2种类型水生态系统和生物区系特征的基础上,分别筛选两国水生生物物种的毒性数据,运用物种敏感度分布曲线法、毒性百分数排序法和评价因子法分别推导了2个国家保护淡水水生生物水质基准;同时,结合国内外主要水体ρ(硝基苯)分布特征,对地表水体中硝基苯生态风险进行了初步评价.结果表明:由于生物区系不同,同样方法得到的美国水质基准值明显高于中国水质基准值,其中物种敏感度分布曲线法得出的基准值最为合理.用物种敏感度分布曲线法得到中国硝基苯急性基准值为0.572mg/L,慢性基准值为0.114mg/L;美国硝基苯急性基准值为7.271mg/L,慢性基准值为2.031mg/L.风险表征结果显示,中国主要地表水体中硝基苯不存在潜在的生态风险.      

大型水生植物混合腐解对入湖河口水质的影响及适宜生物量研究

为探究水生植物腐解释放的营养盐在泥-水-植物系统中迁移规律以及冬春季衰亡期大型水生植物的最适生物量,在塑料通风大棚内,开展不同梯度生物量下多种水生植物混合腐解试验.选择冬季蠡湖-陆典桥浜河口区的水生植物为研究对象,根据实际收割规律,设定腐解试验的生物量依次为除根部以外总生物量的0%、20%、40%、60%、80%、100%,于2018年12月25日开展试验,共150 d.结果表明:①与恒温室内条件相比,近自然条件下多种混合水生植物腐解的前2个阶段具有长时性和持续性.②水生植物腐解致使含C、N、P元素的指标在0~30 d内快速升高,70 d左右达到峰值,100 d后缓慢降低直至稳定,整个变化过程持续近120 d,但植物茎叶未彻底分解,多数沉积在底泥表面.③泥-水-植物系统中,试验初期底泥以释放营养盐为主,30 d后以吸附为主;相关性分析表明,茎叶生物量与水体和底泥中养分浓度均呈正相关.研究显示,与其他试验组相比,收割后水生植物生物量剩余20%时更有利于入湖河口水质的改善.      

固体发酵提高水生植物发酵产物蛋白含量的研究

采用微生物固体发酵技术对伊乐藻(Elodea nuttalli)、苦草(Vallinmeria spiralis)和喜旱莲子草(Alterranthera philoxerides)3种高等水生植物进行单细胞蛋白生产的研究,分析单一菌种和混合菌种发酵过程中水生植物粗蛋白含量和纤维素酶活的变化过程.研究结果表明,与单一霉菌发酵相比,利用霉菌与酵母混合发酵,可明显提高发酵产物粗蛋白产量,其中以黑曲霉(Aspergillus niger)与产朊假丝酵母(Candida utilis)混合发酵苦草的粗蛋白含量最高,产物中粗蛋白含量最高可达39.88%,粗蛋白增加率为84.2%,使其有可能成为鱼、家禽和家畜的蛋白饲料来源.因此,利用固体发酵处理水生植物可以实现水生植物的资源化.     

珠江口水、沉积物及水生动物中氯苯类有机物的含量及分布

对珠江口水、沉积物及水生动物体内氯苯类有机物(CBs)的污染现状进行了调查,并对该类污染物在水体多介质体系中的转移分配规律进行了初步研究1.结果表明,珠江口表层水中CBs的总浓度为16.44～963.20ng·L-,DCBs(二氯苯)对污染的贡献较为突出,占74.4%;表层沉积物(干重)中CBs总含量为7.83～40.09 ng·g-1,DCBs、TCBs(三氯苯)、TeCBs(四氯苯)、PeCB(五氯苯)和HCB(六氯苯)分别占总量的71.4%、11.1%、13.0%、1.2%、3.6%;水生动物中贝类的CBs平均含量是38873.0ng·g-1、鱼类为2360.3ng·g-1、虾类则为565.0ng·g-1,DCBs和TeCBs是水生动物体内的主要污染物.CBs在水、沉积物及生物体之间存在明显的富集和放大作用.     

~(31)P-NMR分析湖泊植物和藻类有机磷方法优化及形态研究

应用不同的提取剂和固液比提取湖泊水生植物和藻类中的藻类有机磷(P_0),并进一步采用液态核磁共振(~(31)P-NMR)技术分析其组成特征.结果表明:采用0.5mol/L NaOH+25mmol/LEDTA提取剂,并控制固液比为1:60可获得最优的P_0提取效果;~(31)P-NMR分析测试过程中,设置延迟时间(D1)为5s,扫描分析时间为15h(约扫描24000次)可获得较好的谱图.通过以上实验方法,分析水生植物和藻类中磷均由正磷酸盐、单酯磷、二酯磷及焦磷酸盐组成,其中P_0可分别占总磷(TP)的34-21%~53.36%和31.27%~72.96%.单酯磷是水生植物和藻类P_0的主要组分,其平均含量可占P_0的92%和83%;二酯磷含量均较少,占TP的0~6.65%;藻类体内焦磷酸盐含量可达水生植物的35倍.