加拿大一枝黄花提取物对铜绿微囊藻的抑制作用

研究加拿大一枝黄花提取物对铜绿微囊藻的抑制效果,采用两种不同的有机溶剂(水、乙酸乙酯)及水蒸气蒸馏法(挥发油成分)提取加拿大一枝黄花中的抑藻活性物质并进行抑藻试验研究。结果表明三种提取物对铜绿微囊藻均具有较强的抑制作用,在试验设定浓度下,水浸提物在30 g/L时具有最高抑藻率89.89%,乙酸乙酯提取物在浓度为8 g/L时即达到60.88%的抑藻率,而挥发油成分在浓度为10 g/L时有最高抑藻率45.11%。研究表明,加拿大一枝黄花具有抑藻效果,其中乙酸乙酯提取物抑制效果最好,具有应用于水体富营养化的治理和开发新型抑藻剂的潜力。     

浒苔提取物对4种赤潮微藻生长的抑制作用

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量等生理指标的变化,研究了浒苔5种溶剂(甲醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和石油醚)提取物对前沟藻(Amphidinium hoefleri)、米氏凯伦藻(Karenia mikimitoi)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的抑制作用.结果表明,5种溶剂提取物中,甲醇提取物的抑藻作用最为显著.第10 d,其对前沟藻、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的生长抑制率依次为54.0%、 48.1%、 44.0%和37.5%.同时发现,各溶剂提取物均能降低藻细胞运动能力.其中,甲醇、丙酮和乙酸乙酯提取物致使大部分藻细胞出现空洞、破碎和细胞色素明显减褪现象;而添加丙酮和乙酸乙酯提取物的部分藻细胞出现抱团现象.此外,乙酸乙酯、氯仿和石油醚提取物明显降低了藻细胞的体积.进一步研究发现,甲醇提取物明显降低了4种微藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖的含量,致使添加甲醇提取物的前沟藻、米氏凯伦藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻的叶绿素、蛋白质和多糖含量比对照组的相应含量低约51%.其余溶剂提取物同样改变了4种微藻细胞内此3种生理指标的含量,但影响并不显著.在此基础上,采用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇对甲醇提取物进一步分离,获得4种提取物(石油醚相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相).其中,石油醚相和乙酸乙酯相的抑制作用较强,对4种微藻的生长抑制率超过25%.结果表明,利用甲醇浸泡浒苔可以获得具有明显抑藻活性的粗提物;此粗提物通过进一步的液液分离萃取后,获得2个能抑制4种测试微藻生长的组分.     

不同溶剂提取芦竹化感物质对铜绿微囊藻生长的影响

研究并比较了3种极性不同的有机溶剂(甲醇、乙酸乙酯、正己烷)提取的芦竹(Arundo donax Linn.)化感物质对铜绿微囊藻生长的影响.通过跟踪观察藻细胞形态,测定藻细胞密度和细胞大小,发现3种溶剂提取物对铜绿微囊藻均有抑制作用.抑藻作用出现早晚次序:甲醇提取物<乙酸乙酯提取物<正己烷提取物.随作用时间的延长,投加低浓度甲醇提取物藻细胞生长恢复明显,高浓度抑藻效果较乙酸乙酯提取物及正己烷提取物弱.高浓度乙酸乙酯提取物、正己烷提取物在分别作用2　d、 4 d　后,抑藻效果均接近100%.各溶剂提取物的半效应质量浓度(EC_50,6　d)分别为甲醇提取物0.17　 g·L^-1,乙酸乙酯提取物0.05 g·L^-1,正己烷提取物0.08 g·L^-1.研究同时发现,投加甲醇提取物藻细胞空洞化,投加乙酸乙酯提取物藻细胞空洞化、破碎以及部分抱团,投加正己烷提取物藻细胞出现褶皱及聚团现象.各溶剂提取物均引起铜绿微囊藻细胞体积减小,其中乙酸乙酯提取物的效果最强.     

凤眼莲根系丙酮提取物抑制赤潮藻类生长的机制研究

为了探讨凤眼莲根系丙酮提取物抑制塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长的机制,筛选和发现新的、高效、低毒或无毒、能迅速控制赤潮生物生长的除藻剂.对比分析了凤眼莲根系丙酮提取物中不同物质的抑藻效果,探讨了凤眼莲根系丙酮提取物抑藻的主要化学基础.通过考查主要抑藻物质对藻细胞可溶性蛋白质、丙二醛含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响,探讨其抑藻机理.结果表明,浓度高于5 mg·L-1以上的N-苯基-2-萘胺,3 d后能保持对塔玛亚历山大藻抑制率超过50%;浓度为70μL·L-1的亚油酸对塔玛亚历山大藻的抑制率约为40%;浓度为70 μL·L-1的壬酸第3天可以达到85%的抑藻率,但随后藻密度有反弹.实验浓度范围内的亚油酸甘油酯和丙酰胺对塔玛亚历山大藻的抑制作用不明显.培养液中加入一定量N-苯基-2-萘胺后,藻体中的可溶性蛋白质和丙二醛含量有应激性升高,超氧化物歧化酶活力呈下降趋势.研究结果表明,N-苯基-2-萘胺可能是凤眼莲根系丙酮提取物中的主要抑藻物质;其可能通过自由基反应破坏藻细胞的结构,从而达到抑藻效果.     

乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效应及机理

以铜绿微囊藻为实验对象,研究了乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效果及可能的抑藻机理.结果表明乳酸对铜绿微囊藻的生长有很强的抑制作用,72h,除最低浓度实验组对铜绿微囊藻的抑制率为60%外,其余浓度实验组的抑制率均达到了80%以上;在乳酸胁迫下,藻液中核酸和蛋白质含量增加,电导率上升,细胞中丙二醛(MDA)和氧自由基(O₂^·)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;透射电镜图片显示,细胞的超微结构发生了明显改变.推测乳酸可能的抑藻机理是改变了藻细胞膜的通透性及其细胞结构,降低了其抗氧化能力,最终使得藻细胞裂解死亡.     

陆生植物化感作用抑制有害藻应用研究进展

植物化感物质由于对藻类抑制的高效性和选择作用性,以及对环境无污染等特点而备受关注,有望成为具有应用价值的安全性生物抑藻技术。文章探究了利用植物化感作用抑制有害藻类生长的进展,从藻细胞密度、叶绿素含量、超微结构及生长代谢、抗氧化酶活性等方面分析了化感抑藻作用效果的评价方法,重点阐述了陆生植物对水华藻、赤潮藻主要藻种的抑制作用,包括草本植物中一些农作物和药用植物以及木本植物中的常见树木,同时对这些陆生植物中所含抑藻物质开展了探索与分析,为开发新的抑藻制剂提供理论指导,深入讨论了陆生植物化感物质抑制丝状藻的潜在价值,实现了抑藻对象的多元化,提出了陆生植物化感抑藻研究中存在的主要问题,并对其应用前景进行展望。     

脂肪酸类物质的抑藻效应及其构效关系

研究了17种脂肪酸对产毒铜绿微囊藻、蛋白核小球藻以及斜生栅藻的抑制效应,比较了脂肪酸抑藻的构效关系.结果表明,17种脂肪酸单独作用对研究的3种藻均有一定的抑制作用,但对产毒铜绿微囊藻的抑制作用最强.脂肪酸类物质抑藻效应与其化学结构密切相关,脂肪酸不饱和程度越高抑制作用越佳,碳链越短抑藻效果越好,奇数碳脂肪酸的抑藻效果好于偶数碳脂肪酸.多种脂肪酸联合抑藻具有协同抑制作用.     

酚酸类物质对水华藻类的化感作用及其机理

研究了酚酸类物质阿魏酸和对羟基苯甲酸对水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)以及蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的化感抑制作用及其机理.结果表明,对羟基苯甲酸浓度为0.6mmol/L,阿魏酸浓度为1.0mmol/L时,对水华鱼腥藻和蛋白核小球藻均有明显的抑制作用,其中对羟基苯甲酸的化感抑制作用较阿魏酸显著,对水华鱼腥藻的抑制作用比对蛋白核小球藻显著.其抑制作用表现为藻细胞生长量以及藻细胞叶绿素a含量下降、细胞内超氧阴离子自由基增高以及膜脂质过氧化产物丙二醛(MDA)积累、细胞超氧化物歧化酶(SOD)的活力和比活力开始时应激性升高.推测酚酸类物质化感抑制作用的机理可能与自由基的产生以及膜脂质过氧化增加引起膜结构的破坏、细胞功能受损有关.2种酚酸类物质联合用时具有协同抑藻效应.     

水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用研究

研究了不同浓度水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用以及对叶绿素a和抗氧化酶活性(SOD、CAT、POD)的影响.结果表明,水网藻种植水对铜绿微囊藻的抑制效果明显,20%～80%浓度的种植水第8 d的平均抑藻率达到98.9%,藻细胞几乎全部死亡.在种植水的作用下藻细胞叶绿素a含量迅速降低,叶绿素a遭到破坏.实验前2 d由于受到活性氧的刺激铜绿微囊藻抗氧化酶活性增加,且都高于对照组,随着抗氧化酶活性达到极限,活性氧开始积累并破坏细胞的正常代谢,抗氧化酶活性迅速降低,80%浓度的实验组至第8 d时SOD、CAT、POD活性分别仅为31、6、5 U.mg-1.水网藻种植水经过高温处理后对铜绿微囊藻基本没有抑制作用,说明种植水中的抑藻物质具有热不稳定性.     

稻草秸秆发酵液的抑藻效应及其机理

为有效利用农业废弃物稻草秸秆进行抑藻,本研究对不同稻草秸秆进行了特定方式的发酵,测定了发酵液对常见淡水藻类的化感效应,探讨了其中抑藻作用强的发酵液抑藻机理.结果表明：与普通稻草秸秆发酵液相比,水稻分蘖枝发酵液对铜绿微囊藻的抑制效果显著好于普通稻草秸秆发酵液（P<0.05）,作用72h水稻分蘖枝发酵液抑制率为93.21%,168h为97.96%,而稻草秸秆发酵液120h抑制率为68.20%,168h抑制率反而显著下降,只有27.65%;前者Eh₅₀为14.073h,后者为21.036h;水稻分蘖枝发酵液对蓝藻（铜绿微囊藻）和绿藻（蛋白核小球藻、斜生栅藻）3种淡水藻均有良好抑制作用,对铜绿微囊藻抑制作用最佳（P<0.05）.在水稻分蘖枝发酵液胁迫下,铜绿微囊藻叶绿素a以及藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量下降,藻细胞叶绿素自发荧光值持续降低,藻细胞结构破坏.推测水稻分蘖枝发酵液的抑藻机制之一是将藻细胞光合系统作为其攻击的靶点从而抑制藻类生长,并最终破坏细胞结构,引起细胞凋亡.     

基于iTRAQ技术荧蒽降解菌的比较蛋白质组学分析

提取荧蒽不同诱导时间的红球菌BAP-1蛋白,应用iTRAQ技术结合LC-MS/MS对差异蛋白进行聚类以及生物信息学分析,以研究荧蒽高效降解菌的蛋白功能调控机理.结果表明：共鉴定到796个差异蛋白（差异倍数为2）,其中表达上调的有613个,表达下调的有183个.3个比对组（3d/1d、6d/1d和8d/1d）共同差异表达蛋白为111个（上调56个,下调55个）.通过COG、GO富集和pathway富集分析后发现绝大部分差异蛋白参与代谢和能量产生过程.在荧蒽诱导下上调关键蛋白有细胞色素C、三磷酸腺苷合成酶、二磷酸核苷等激酶,还有一些结合蛋白、脱氢酶、核糖体蛋白和趋化性蛋白等;下调显著的是5-甲基四氢蝶酰三谷氨酸-同型半胱氨酸甲基转移酶.这些蛋白共同组成蛋白互作网络调控荧蒽降解菌的一系列生命活动.     

共代谢条件下荧蒽降解菌的差异蛋白质组学分析

以课题组筛选出的多环芳烃高效降解菌--蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)DQ01菌株为研究对象,以荧蒽为目标污染物,以牛肉膏蛋白胨培养基(LB培养基)为共代谢基质,基于同位素相对和绝对定量技术(iTRAQ)比较细菌在无机盐培养基(MSM培养基)和MSM-LB培养环境中降解荧蒽的全蛋白表达水平,旨在揭示蜡样芽孢杆菌在共代谢过程中分子代谢水平上的变化.结果共检测到64个差异表达蛋白质,其中上调表达的蛋白质有28个,下调表达的蛋白质36个.鉴定到差异蛋白的功能集中在代谢、应激反应、信息传递和调控等方面,同时对比KEGG通路富集分析的结果,也显示细菌有关能量代谢和信息传递、调控的通路产生的变化.比较细菌在是否处于共代谢下的差异蛋白表达,推测细菌在降解多环芳烃过程中的关键环节是小分子代谢和适应外界环境的通路.     

红球菌跨膜运输荧蒽的差异膜蛋白分析

提取不同时间荧蒽诱导下红球菌BAP-1分泌的膜蛋白,利用同位素标记相对和绝对定量技术（iTRAQ技术）结合液相二级质谱对差异膜蛋白进行聚类以及生物信息学分析.旨在从蛋白质层面上研究红球菌BAP-1跨膜运输荧蒽过程中起关键作用的膜蛋白种类及其作用机制.结果共鉴定到172个差异膜蛋白.通过差异膜蛋白的COG和GO功能分析,发现荧蒽的加入主要影响了红球菌BAP-1细胞膜上与能量、转运相关的膜蛋白.ABC转运蛋白和TonB依赖转运蛋白作为微生物主要的载体蛋白对BAP-1跨膜运输荧蒽起到了重要作用.过氧化氢酶和超氧化物歧化酶在第6d有一个显著上调,作为抗氧化防御机制来保护微生物.各种膜蛋白在不同阶段发挥着各自作用,这些蛋白共同组成蛋白互作网络调控红球菌BAP-1的跨膜运输过程.     

Allelopathic effects of extracts from Solidago canadensis L.against seed germination and seedling growth of some plants

To investigate the potential role of allelopathy in plant interference and in the successful invasion of alien species Solidago canadensis, aqueous and ethanolic extracts from rhizomes, stems and leaves of S. canadensis were prepared and used as treatment solutions to assess their effects on seed germination and seedling growth in four target species, mulberry （Morus alba）; morning glory （Pharbitis nil）, wheat （Triticum aestivum） and rape （Brassiea campestris）. Reduction and/or growth in germination and growth of the target plant species in the presence of both aqueous and ethanolic extracts at different concentrations indicated that the responses were species-specific and concentration-dependent. Generally, ethanolic extracts （especially from leaves） imposed stronger effects on both seed germination and seedling growth. Extracts with lower concentration at 0.001 g/ml dw could stimulate the seedling growth of rape and morning glory, whereas extracts at any given concentrations have inhibitory effects on wheat and mulberry. It is suggested that the aqueous and ethanolic extracts of all the three parts of S. canadensis have significant allelopathic effects. Although both inhibition and stimulation occurred in the germination and growth of the target species, extracts with higher concentrations definitely inhibit seed germination and seedling growth of all target plants. We suggest that allelopathy plays a more important role than other mechanisms do in the out-competition ofS. canadensis over other plants, and make it invasive in new habitats.     

菹草乙酸乙酯组分抑藻活性物质的分离纯化和鉴定

前期研究表明,菹草乙酸乙酯组分能显著抑制赤潮微藻米氏凯伦藻的生长.在此基础上,采用硅胶柱层析和硅胶GF254薄层层析等方法,分离纯化菹草乙酸乙酯组分中的抑藻活性物质.进一步应用质谱、核磁共振碳谱和氢谱等技术,鉴定抑藻活性物质.结果表明,从菹草乙酸乙酯组分中分离纯化到2种抑藻活性物质.当浓度为16μg·m L-1时,它们对米氏凯伦藻表现出一定的抑藻活性.结构鉴定表明,此2种抑藻活性物质为Trichodermatides B和2-methylheptylisonicotinate.此2种化合物为首次从菹草中分离得到,也是首次从沉水植物中分离得到.     

Intranasal administration of tetrabromobisphenol A bis(2-hydroxyethyl ether) induces neurobehavioral changes in neonatal Sprague Dawley rats

Tetrabromobisphenol A (TBBPA) and its derivatives are now being highly concerned due to their emerging environmental occurrence and deleterious effects on non-target organisms. Considering the potential neurotoxicity of TBBPA derivatives which has been demonstrated in vitro, what could happen in vivo is worthy of being studied. Tetrabromobisphenol A bis(2-hydroxyethyl ether) (TBBPA-BHEE), a representative TBBPA derivative, was selected for a 21-day exposure experiment on neonatal Sprague Dawley (SD) rats through intranasal administration. The neurobehavioral, histopathological changes, and differentially expressed genes based on RNA microarray were investigated to evaluate the neurological effects of this chemical. The results indicated that TBBPA-BHEE exposure significantly compromised the motor co-ordination performance and the locomotor activities (p < 0.05). The neurobehavioral phenotype could be attributed to the obvious histopathological changes in both cerebrum and cerebellum, such as neural cell swelling, microglial activation and proliferation. A total of 911 genes were up-regulated, whereas 433 genes were down-regulated. Gene set enrichment analysis showed multiple signaling pathways, including ubiquitin-mediated proteolysis and wingless-int (Wnt) signaling pathway etc. were involved due to TBBPA-BHEE exposure. The gene ontology enrichment analysis showed the basic cellular function and the neurological processes like synaptic transmission were influenced. The toxicological effects of TBBPA-BHEE observed in this study suggested the potential neuronal threaten from unintended exposure, which would be of great value in the biosafety evaluation of TBBPA derivatives.     

基因芯片筛选氯化汞对大鼠脑神经毒性差异表达基因

为了筛选汞神经毒性差异表达基因和探讨汞神经毒性分子机制,采用基因芯片技术,研究了大鼠皮下注射0.5mg/kg的HgCl₂ 1h后脑中基因表达的变化.结果表明,基因表达谱中差异表达基因共有742条,上调基因562条,下调基因180条.生物信息学分析表明,差异表达基因中有免疫应答及解毒作用相关基因、遗传信息传递与表达相关基因、细胞信号传导基因、神经传导基因、细胞增殖与分化基因、细胞调亡等多种基因.分析结果提示这些基因的差异表达可能与汞神经毒性有关.利用基因芯片技术筛选相关基因,为深入阐明汞神经毒性的作用机制提供了新思路.     

基于转录组分析不同食物水平对海月水母水螅体无性繁殖的影响

为研究食物水平对海月水母螅状体无性繁殖能力及转录水平调控的影响,本文对不同食物水平培养下（F1组:25个卤虫/组/2天;F2组:250个卤虫/组/2天;F3组:1000个卤虫/组/2天）海月水母螅状体进行转录组分析,筛选差异表达基因,研究差异基因的富集通路,探讨了海月水母繁殖策略的分子机制。结果表明,15 ℃下匍匐茎出芽生殖是海月水母最主要的无性繁殖方式。食物水平越高,螅状体产生的子代个体（螅状体及碟状体）数量越多。转录组分析结果显示,F1组与F2组相比共有331个基因的表达水平呈显著性差异;F3组与F2组相比共有168个基因呈显著性差异。差异基因主要富集到两条与细胞生长、增殖、分化等相关的信号通路,分别为丝裂原活化蛋白激酶信号通路（mitogen-activated protein kinase, MAPK）和细胞周期信号通路（cell cycle）。随着食物水平升高,上述两条信号通路所涉及差异基因的表达对于海月水母无性繁殖均有促进作用。本研究结果有助于进一步认识海月水母无性繁殖的分子机制,为海月水母暴发的机理研究提供参考。     

基于玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)转录组的氮代谢途径解析

本研究分别选取了不同生长时期、不同温度培养以及低硅条件培养的玛氏骨条藻（Skeletonema marinoi）,以Illumina Hiseq 2000平台进行转录组高通量测序分析,共获得39,098个转录本。通过NR注释、GO注释和KEGG通路注释等一系列生物信息学手段对该转录组进行了基因注释和代谢途径分析。在此基础上重点分析了玛氏骨条藻的氮代谢途径,发现共存在20种酶和蛋白及6条相关代谢途径。对38个编码这些酶的基因序列比对结果表明,其与假微型海链藻同源基因具有较高的一致性。同时对这些样品进行数字基因表达谱分析,获得不同生长时期氮代谢途径中酶和蛋白的编码基因的差异表达情况:与对数期相比,在稳定期参与硝酸盐同化过程的两种酶（硝酸盐还原酶、亚硝酸还原酶）的基因和参与氨氮代谢的两种酶（氨甲酰磷酸合成酶和氨基甲酸激酶）的基因均有明显的上调表达,这是玛氏骨条藻对所处的不同生长状态下氮元素存在形态的变化所做出的分子响应。由转录组测序构建的代谢途径及相关基因的差异表达信息有助于对玛氏骨条藻氮代谢关键酶基因调控过程的解析,为进一步研究赤潮藻氮素营养限制过程中相关基因的表达调控模式奠定了基础,可为深入了解赤潮藻对营养元素的利用提供依据。     

高原生境下A2O工艺对污水处理的微生物机制

基于Illumina MiSeq高通量测序技术,以高原生境下A²O工艺的活性污泥为研究对象,探讨不同温度下微生物群落结构、丰度及相关性.结合污染物分解、吸附及转化等代谢过程中的主要功能蛋白、功能基因、酶的种类及丰度在碳、氮、磷等污染物代谢途径中的作用,从生物化学和分子水平的角度分析了高原地区A²O工艺对污水处理的微生物学机制.结果表明：优势细菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门及绿弯菌门,优势细菌属为norank_f__AKYH767、腐败螺旋菌、Ottowia、伯克氏菌、IMCC26207、Novosphingobium.污染物去除和微生物群落发挥作用的效果在15℃为最优,微生物群落的COG、代谢途径、基因和酶活性最适宜的温度为20℃.主要功能蛋白为一般功能预测、氨基酸运输与代谢和基因转录;主要代谢途径为：ABC转运蛋白,细菌双组分调节系统,嘌呤、核糖体及嘧啶等代谢,主要功能基因的产物（酶）为：烯酰辅酶A水合酶、乙酰辅酶A C-乙酰转移酶、醛脱氢酶（NAD⁺）、硫代硫酸盐及外多磷酸酶.