《生态毒理学原理与方法》简介

《生态毒理学原理与方法》一书近日由科学出版社出版.该书由孟紫强教授主编、多名学者参加编著,集生态毒理学基础理论、研究方法及最新成果于一体.该书第1￣2章主要论述生态毒理学基本概念、基本理论及主要研究方法;第3￣5章为动物生态毒理学、植物生态毒理学及微生物生态毒理学,从分子、细胞、个体及群体水平系统阐述了这三大生态毒理学的理论知识和研究方法;同时还分别论述了对这三大类生物的主要污染物及其毒性作用与机理;第6￣8章系统论述了陆地生态系统、淡水生态系统、海洋及河口生态系统生态毒理学,反映了当代生态学和生态毒理学把生…     

《生态毒理学原理与方法》简介

《生态毒理学原理与方法》一书近日由科学出版社出版．该书由孟紫强教授主编、多名学者参加编著，集生态毒理学基础理论、研究方法及最新成果于一体．该书第1-2章主要论述生态毒理学基本概念、基本理论及主要研究方法；第3-5章为动物生态毒理学、植物生态毒理学及微生物生态毒理学，从分子、细胞、个体及群体水平系统阐述了这三大生态毒理学的理论知识和研究方法；同时还分别论述了对这三大类生物的主要污染物及其毒性作用与机理.     

水蚤分子生态毒理学研究进展

水蚤是广泛分布于各类淡水水体中的浮游动物,在水生生态系统中具有重要地位,也是水生毒理学研究中常用的模式生物。近年来,分子毒理学的发展为水蚤生态毒理学研究提供了新的工具和研究思路。本文分别从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传组学方面,综述了不同环境污染物(重金属、农药和杀菌剂等有机污染物、环境激素类化合物、纳米材料和藻毒素等)对水蚤的生态毒理学效应及分子机制,为通过水蚤生态毒理学研究进行环境污染生物标志物筛选及生态风险评估提供参考。     

物种敏感度分布及其在生态毒理学中的应用(Species Sensitivity Distribution and Its Application in Ecotoxicology)

物种敏感度分布是一种基于单物种测试的外推方法,其在生态毒理学中的应用近年来已成为研究热点.论文阐述了物种敏感度分布在生态毒理学的应用背景,以及其基本内涵与研究步骤,同时介绍了物种敏感度分布在生态毒理学中应用的两个方面:制定污染物的环境质量标准和对污染生态系统的生态风险评价,并对物种敏感度分布的不确定性和研究的发展趋势进行了讨论.     

模式生物大型溞在水生生态毒理实验教学中的应用

大型溞(Daphnia magna)因其个体小、繁殖快、易于培养及对污染物敏感等特点,而成为水生毒理学研究中广泛应用的模式物种.本文构建了一套以大型溞为受试动物的水生生态毒理学实验内容和方案,可用于本科生基础性、综合性实验教学.本方案以形态学观察、生理学和毒理学测试为主,也可扩展为包括分子毒理学在内的其他毒性终点的创新性实验.此外,授课教师还可以本方案为基础,对实验内容酌情增减或联合使用,以满足不同层次学生的生态毒理学实验需求.     

新兴海洋生态毒理学模式生物——海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)

海洋污染日益加剧,适用于海洋生态毒理学研究的鱼类模型的建立意义重大。海洋青鳉鱼(Oryzias melastigma)在培养条件、生理和分子信息等方面的优势使其正成为海洋生态毒理学研究领域的代表性潜在模式生物。阐述了海洋青鳉鱼在海洋生态毒理学研究中的优势,系统介绍了海洋青鳉鱼在毒理学研究中的应用现状,并着重介绍了其在分子毒理学中的应用,最后对海洋青鳉鱼在海洋生态毒理学中的研究方向进行了展望。     

卤虫属在水生生态毒理学中的研究进展

在环境问题日益突出的今天,生态毒理学研究对于生态系统健康发展与生态系统服务功能的提升至关重要。水生生态毒理学作为生态毒理学研究重点领域之一,正逐渐成为科研人员的关注点。目前,水生生态毒理学主要研究环境中的有毒有害物质对水生生物的毒性效应及其对生态系统的影响。作为生态毒理学研究中常用的实验动物,卤虫属动物已被广泛应用于污染物暴露、环境因子干扰、食物链传递和生态风险评价等方面。虽然,卤虫在多个研究领域都有应用,但是,由于生态毒理学发展还不完善,特别是研究人员前期对环境毒理学与生态毒理学两者界定不清,目前尚无卤虫在水生生态毒理学研究中的综合论述。本文精准检索搜集了在生态毒理学领域中卤虫研究的相关文献,深入阅读,从物种特征、优缺点与应用范围;孵化饲养标准与质量控制;实验类型与暴露方式;主要关注指标与研究目的;存在问题与展望5个方面展开论述,对卤虫在水生生态毒理学中的研究进展进行了综合概括。     

土壤线虫生态毒理学研究现状及展望

线虫是土壤中最为丰富的无脊椎动物,在土壤生态系统腐屑食物网中占有重要地位.由于线虫具有形态特殊、分离鉴定相对简单,以及对环境变化敏感等特点,现已被作为模式生物用于生态毒理学研究,为环境污染评价提供有价值的信息.论文系统阐述了土壤线虫在物种和群落水平的生态毒理学研究现状,指出了目前线虫毒理学研究存在的薄弱环节,并对今后的研究趋势进行了展望.     

关于生态毒理学与环境毒理学几个基本概念的见解

对生态毒理学和环境毒理学的几个基本概念进行了论述.首先,论述生态毒理学和环境毒理学的定义和各自的研究范畴,提出二者区分的条件和方法;其次,对“毒物”和“非毒物”的概念进行论述,否定了“物质即毒物”的论点;第三,论述“靶器官”概念的局限性及其对学科发展的不利影响,提出以“敏感器官”概念代替“靶器官”的见解.     

前言

毒理学是一门研究外源性化学物质对人类机体的毒性作用及其防治的科学.它的研究对象涉及工业、农业、医药卫生、环保、军事等领域,研究层次包括群体、整体、靶器官、细胞、亚细胞及分子水平的宏观和微观方面.为适应跨部门、跨学科以及与国际间的学术交流,推动我国毒理学的发展,在科协及有关单位的大力支持下,中国毒理学会经过几年的筹备于1993年12月成立,并已先后成立了十几个专业委员会.分析毒理学是毒理学与分析化学等学科结合发展起来的一门科学,它是研究从复杂的系统中进行毒物分离、识别和测定的方法,以及毒物的组成、结构和状态与生物效应     

The ghosts of predators past: population cycles and the role of maternal programming under fluctuating predation risk

Maternal effects may be a major factor influencing the demography of populations. In mammals, the transmission of stress hormones between mother and offspring may play an important role in these effects. Laboratory studies have shown that stressors during pregnancy and lactation result in lifelong programming of the offspring phenotype. However, the relevance of these studies to free-living mammals is unclear. The 10-year snowshoe hare (Lepus americanus) cycle is intimately linked to fluctuating predation pressure and predation risk. The enigma of these cycles is the lack of population growth following the decline phase, when the predators have virtually all disappeared and the food supply is ample. We have shown that a predator-induced increase in maternal stress hormone levels resulted in a decline in reproduction. Here we examine population and hormone changes over a four-year period from the increase (2005) to the decline (2008). We report (1) that an index of maternal stress (fecal corticosteroid metabolite [FCM] concentrations) fluctuates in synchrony with predator density during the breeding season; (2) that maternal FCM levels are echoed in their offspring, and this occurs at a population-wide level; and (3) that higher maternal FCM levels at birth are correlated with an increased responsiveness of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis in their progeny. Our results show an intergenerational inheritance of stress hormones in a free-ranging population of mammals. We propose that the lack of recovery of reproductive rates during the early low phase of the hare cycle may be the result of the impacts of intergenerational, maternally inherited stress hormones caused by high predation risk during the decline phase.     

应用流式细胞术测定淡水、海洋沉积物中异养细菌前处理条件的选择

目前流式细胞术(FCM)已被广泛应用于水体异养细菌的检测,采用适当的前处理方法可将黏附在沉积物颗粒上的异养细菌提取到水相中进而利用FCM进行检测.选择合适的前处理方法是将FCM应用于沉积物异养细菌检测的关键.论文对FCM测定沉积物中异养细菌的前处理方法进行了探讨,实验同步考虑了淡水及海洋沉积物.结果表明,对于实验所用淡水、海洋沉积物,较优的前处理条件为:1mmol·L-1焦磷酸钠作为分散剂,暗处孵育10min,20w、40KHz水浴超声1min,并每30s人工振荡1次,2800r·min-1常温离心萃取3次.     

大气细颗粒物PM2.5对大鼠睾丸组织细胞周期的影响

为了研究大气细颗粒物(PM2.5)对雄性大鼠的生殖毒性作用,将不同剂量的PM2.5颗粒物悬液采用气管滴注方式对雄性Wistar大鼠分组染毒,染毒剂量分别为0、1.6、8.0、40.0mg·kg-(1BW),24h后应用流式细胞术对睾丸组织细胞周期及DNA倍体进行检测分析.结果显示:PM2.5对大鼠睾丸组织各倍体细胞比例和细胞周期有明显影响,可导致二倍体细胞数显著降低(p<0.05);可引起以二倍体细胞为主的G0/G1期细胞比例显著下降(p<0.05),G2/M期细胞比例和细胞增殖指数(PI)显著上升(p<0.05).结果提示,PM2.5可透过血睾屏障,干扰细胞周期进程,对生殖系统具有一定的毒性作用.     

Does predation risk,through moon phase and predator cues,modulate food intake,antipredatory and physiological responses in wood mice (Apodemus sylvaticus)?

Predation influences the ecology and behaviour of prey species and it is well known that the risk of predation affects prey’s decision making. We investigated whether predation risk through moon phase and exposure to the faecal odour of a natural predator, the red fox Vulpes vulpes, affect feeding behaviour and physiological response in wood mice (Apodemus sylvaticus). Antipredatory response was studied by live trapping under new and full moon in odourless control areas and areas experimentally manipulated with red fox fresh faeces. Food intake by individuals was determined as the amount of bait remaining in each trap and the physiological response was measured non-invasively analysing faecal corticosterone metabolites (FCM). Traps treated with faeces of red fox were the most avoided, and this avoidance was more significant during full moon. Food intake by wood mice varied according to the moon phase being significantly lower under full moon nights. We found sex, breeding condition and weight of individuals explaining the variation found in FCM concentrations, but no changes in FCM levels due to moon phase or exposure to red fox faeces were detected. These results indicate that wood mice avoid red fox faecal odour and this antipredatory response as well as feeding behaviour are significantly influenced by moon phase. However, no physiological response was found due to predation risk suggesting that wood mice do not take these predation cues enough reliable to experience physiological changes.     

应用流式细胞分析技术研究微纳尺度SiO2对雄性大鼠睾丸生精细胞的毒性作用

为了进一步研究纳米与微米尺度SiO2对雄性大鼠的生殖毒性作用,选择不同剂量的纳米SiO2(20～40nm)与微米SiO2(1～10μm),采用气管滴注方式对雄性Wistar大鼠分组染毒.于染毒5周后处死大鼠,应用流式细胞技术对睾丸生精细胞进行分析.结果表明:1)高、低剂量纳米SiO2组及高剂量微米SiO2组细胞凋亡率均显著高于对照组;2)与对照组相比,高、低剂量纳米SiO2组及高剂量微米SiO2组1C细胞显著减少,4C细胞显著增加;3)与对照组相比,高剂量纳米SiO2组和高剂量微米SiO2组G0/G1期细胞比例显著降低,高剂量纳米SiO2组G2/M期细胞比例显著增加.结果提示纳米SiO2能够阻滞细胞周期进程,诱导生精细胞凋亡;与微米SiO2相比,纳米SiO2对大鼠睾丸生精细胞的损伤有更严重的趋势.     

牛磺熊脱氧胆酸在棕榈酸诱导的INS-1细胞凋亡中的作用（Effects of Tauroursodeoxycholic Acid on the Apoptosis of INS-1 Cells Cultured by Palmitate）

为观察牛磺熊脱氧胆酸(Tauroursodeoxycholic acid,TUDCA)对棕榈酸(Palmitate)诱导的INS-1细胞凋亡的影响,分别用不同浓度棕榈酸(0.25mmol·L-1、0.5mmol·L-1、1.0mmol·L-1),棕榈酸(0.5mmol·L-1)+不同浓度TUDCA(25μmol·L-1、50μmol·L-1、100μmol·L-1)培养INS-1细胞12h,用MTT法检测细胞毒性作用,流式细胞术检测细胞凋亡,RT-PCR技术检测凋亡相关基因Bax/Bcl-2的表达.结果表明,与空白对照组比较,棕榈酸组(浓度≥0.5mmol·L-1)INS-1细胞凋亡率显著上升(p<0.05);加TUDCA培养组,当浓度≥50μmol·L-1时,与棕榈酸组相比,INS-1细胞凋亡率显著下降(p<0.05),呈剂量-效应关系.此外,棕榈酸组(浓度≥0.5mmol·L-1)INS-1细胞凋亡相关基因Bax表达显著上升(p<0.05),Bcl-2则明显下降;加TUDCA后,Bax基因表达显著下降(p<0.05),而Bcl-2则明显上升(p<0.05),并呈剂量-效应关系.以上结果表明,TUDCA能够减少游离脂肪酸引起的INS-1细胞凋亡,对INS-1细胞发挥保护作用.而凋亡促进基因Bax的表达下调,凋亡抑制基因Bcl-2的表达上调可能是其作用机制之一.     

Flow cytometric assessment of the effects of chlorine,chloramine, and UV on bacteria by using nucleic acid stains and 5-cyano-2,3-ditolyltetrazolium chloride

Flow cytometry (FCM) has been widely used in multi-parametric assessment of cells in various research fields, especially in environmental sciences. This study detected the metabolic activity of Escherichia coli and Staphylococcus aureus by using an FCM method based on 5-cyano-2,3-ditolyltetrazolium chloride (CTC); the accuracy of this method was enhanced by adding SYTO 9 and 10%R2A broth. The disinfection effects of chlorine, chloramine, and UV were subsequently evaluated by FCM methods. Chlorine demonstrated stronger and faster destructive effects on cytomembrane than chloramine, and nucleic acids decomposed afterwards. The metabolic activity of the bacteria persisted after the cytomembranewas damaged as detected using CTC. Low-pressure (LP) UV or medium-pressure (MP) UV treatments exerted no significant effects on membrane permeability. The metabolic activity of the bacteria decreased with increasing UV dosage, and MP-UV was a stronger inhibitor of metabolic activity than LP-UV. Furthermore, the membrane of Gram-positive S. aureus was more resistant to chlorine/chloramine than that of Gram-negative E. coli. In addition, S. aureus showed higher resistance to UV irradiation than E. coli.

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环境污染物对精子损伤机制的研究进展

越来越多的研究表明,环境污染是多种生物生殖力下降的主要原因之一,而精子作为雄性生物的生殖细胞,因高度分化丧失了自我修复能力,极易受环境因素的胁迫。但环境污染物致生物体精子损伤机制的研究目前尚缺乏完整、系统的体系。本文在总结近年来国内外相关研究的基础上,从环境污染物诱导精子产生氧化应激、改变生精细胞的细胞周期、诱导正常生精细胞发生细胞凋亡和扰乱生物体雄激素水平4个方面综合探讨了环境污染物损害精子形态结构、功能以及降低精子数量的潜在作用模式,为开发精子损伤的早期特异性分子标记物奠定了理论基础,同时也为污染物致精子损伤的机制研究提供新的思路。     

Metabolic dysregulation and inhibition of spermatogenesis by gibberellic acid in rat testicular cells

Enzymatic and histological change in the testicular cells of rats treated orally and intradermally for 45 days with gibberellic acid (GBA) in independent studies is reported. Assay of hexokinase (HK), acid phosphatase (AcP) and alkaline phosphatase (AkP) in rat testicular tissue homogenate preparations yielded results that suggested changes in these enzyme activities relative to their respective controls. Histological studies showed loss of germ cells, derangement of the germinal cells, and reduction in the size of the seminiferous tubules and dystrophy of Leydig cells. More importantly decreased sperm count in the lumen was observed. A dysregulatory role is thus established for GBA in rat testicular cell function. This compound may serve as an inhibitor of testicular cell function.