镉胁迫下水生动物的生物标志物研究进展

生物体特定组织或器官内重金属含量可反映环境重金属污染水平,但不能够提供分子水平的信息。生物标志物的变化可用于评估重金属暴露水平及对生物的潜在不利影响。生物标志物包括暴露标志物、效应标志物和易感性标志物。综述了水生动物抗氧化生物标志物、遗传毒性标志物、乙酰胆碱酯酶、金属硫蛋白和热休克蛋白等几种生物标志物监测水体镉污染的原理和应用现状,可为研究镉对水生动物的毒害机制提供参考,为防控重金属污染、保护水生生态系统提供理论依据。     

监测水体重金属污染的分子生物标志物研究进展

水体重金属污染具有持久性、高度危害性和难治理性,如何快速、准确监测并对其进行科学评价,成为当今环境科学关心的热点问题。大量研究表明,水生生物体内某些生理指标的变化可以反映水体重金属的污染程度。综述了乙酰胆碱酯酶、抗氧化防御系统、腺苷三磷酸、DNA损伤以及金属硫蛋白等几种分子水平上的生物标志物监测重金属污染的原理、国内外研究进展以及应用现状。认为分子生物标志物具有特异性、敏感性等优势,可以较快指示水体重金属污染对生物体的影响,在实际应用中需注意各种干扰因素。在进行野外研究时,要注重混合重金属与多途径暴露下,分子生物标志物的变化规律。生物体之间差异性会导致标志物在同样暴露条件下产生不同的变化规律,需要加强＂离体＂标志物和＂标准化＂标志物的研究,确保监测结果的可靠性和可重复性。生物标志物较为敏感,容易受到外界环境及体内生理因素影响,可考虑综合运用多种生物标志物指示重金属污染。目前,有关重金属对水生生物毒性效应的研究较多,但重金属对生物体的致毒机理方面研究并不深入,这将是今后研究的重点问题之一。     

蚯蚓顶体效应及其在土壤健康质量诊断中的应用研究

蚯蚓在评价土壤生态环境污染方面起着重要作用,但目前与生殖毒性相关的蚯蚓生物标志物中缺乏可以灵敏和快速对污染物生殖毒性进行诊断的生物标志物.本研究采用考马斯亮蓝法对蚯蚓精子顶体反应进行检测;采用响应面分析法优化苯甲酰精氨酸乙酯/乙醇脱氢酶(BAEE/ADH)联合测定法,以建立蚯蚓精子顶体酶活性测定法.结果表明,蚯蚓精子顶...     

海面溢油样品指纹解析

在2010年7月16日大连输油管道爆炸事故发生后,在24 h内分别于事故油罐、不同海面厚油膜区域采集原始油样及溢油样品;采用气相色谱质谱联用(GC-MS)对样品中的生物标志物进行检测,通过生物标志物特征比值的变化趋势,对以往溢油鉴别过程中常规生物标志物特征比值进行评价和筛选,并对溢油样品的指纹特征和风化规律进行解析.溢油样品的分析结果表明,在多种因素共同作用的不超过24 h的短期风化过程影响下,筛选排除的生物标志物比值均为国标GB/T 21247—2007中建议的nC17/Pr、nC18/Ph特征比值.化学消油剂与生物消油剂的盲目使用,有可能导致溢油指纹特征的显著变化.     

纳米TiO2对幼年小鼠血浆代谢谱影响的代谢组学研究

观察不同染毒剂量的纳米TiO2对ICR幼年小鼠血浆代谢谱变化的影响,寻找潜在的毒性效应的生物标志物.将幼年小鼠随机分为对照组以及10、30、100和300 mg·kg-1不同纳米TiO2染毒组进行28 d短期毒性试验,利用代谢组学技术初步筛选出TiO2毒性作用潜在的生物标志物,运用KEGG数据库对生物标志物进行拓扑分析;并利用靶向定量技术检测血浆胆酸、去氧胆酸、熊去氧胆酸和牛磺胆酸的含量变化,从而探究TiO2毒性作用相对应的生物标志物.从血浆中筛选出49种差异代谢物,发现纳米TiO2染毒后主要导致磷脂类及胆汁酸类化合物的异常.小鼠经过纳米TiO2 28 d染毒后,其毒性作用可能与磷脂代谢及胆汁酸代谢异常相关,血浆中的胆汁酸可以作为纳米TiO2产生肝脏毒性作用的生物标志物.     

分子生物标志物在污染环境早期诊断和生态风险评价中的应用

介绍了抗氧化防御系统、应激蛋白HSP70、活性氧(ROS)以及植络素(PCs)等作为分子水平上的生物标志物,在水和土壤环境污染早期诊断和生态风险评价中的研究现状及最新进展,以及污染物胁迫下活性氧的产生及对机体的氧化损伤机理,并展望了分子生物标志物在污染环境早期诊断和生态风险评价中的发展方向.     

土壤生态毒性测试方法综述

土壤生态毒性测试在化学品管理和污染土壤评价等方面具有重要作用。传统的测试方法通常是利用生物个体、种群等水平上的存活、繁殖等测试终点来评价化学品或污染土壤对生态系统的影响。微宇宙等模拟生态系统和一些野外试验方法更接近生态系统的实际情况,但耗时更长、花费更高。与传统的测试方法相比,生物标志物敏感性高、响应速度快,有可能作为土壤污染的快速诊断工具。近年来,新技术的应用进一步促进了土壤生态毒理学的发展,如组学技术有助于理解有毒物的致毒机制,发现新的分子生物标志物。本文综述了目前土壤生态毒性测试的主要方法及其标准化和应用现状,同时对土壤生态毒性测试方法今后的研究方向及在我国环境管理中的应用提出展望。     

生物检测标志物和分析方法

有四种分子水平的生物检测标志物在当前研究环境因素－基因变异－疾病之间相关性的分子生物学领域中起着重要的作用，它们是生物大分子样品的ＤＮＡ加合物，蛋白质加合物、８－羟基脱氧鸟苷、生物排泄筘的烷基化脱氧嘌呤，因为ＤＮＡ的特殊作用，ＤＮＡ加合物作为生物标志物倍受重视，ＤＮＡ加合物的分析方法有荧光法（灵敏度达１加合物／１０＾５－６正常核酸），免疫法（灵敏度达１加合物／１０＾６－８正常核酸），＾３２Ｐ后标记     

环境毒理学研究进展

综述了近年来环境毒理学的研究进展,内容包括:环境污染物对机体的影响及其环境行为、环境污染物及其转化物的毒性和评估方法、实验室模式生物、生物标志物以及环境毒理学在其他相关学科中的应用等.此外,还对环境化学品管理和安全性评价、Hormesis(兴奋效应)现象、遗传毒性致癌物的危险度评价、室内环境毒理学分析与研究等热点问题进...     

指示水生生态系统环境雌激素暴露的多种生物标志物的选择

废水中复杂的成分及其复杂的作用机制和外界的种种不确定性因素为水生生态系统中环境雌激素的风险研究造成了困难.文章介绍了用于指示环境雌激素污染的主要生物标志物以及与不同环境雌激素相应的生物转化酶,阐述了卵黄蛋白原、精子DNA损伤、细胞色素P450、谷胱甘酞S-转移酶及黄素单加氧酶等的生物化学响应原理、应用范围以及国内外最新研究进展.针对真实环境的雌激素复合污染现状,筛选一系列互补、敏感、准确、高效的生物标志物,研究它们的变化规律及其相互关系将有利于揭示环境雌激素的致毒机理,并在污染环境早期诊断和生态风险评价中发挥重要作用.     

Spread of metals through an invertebrate food chain as influenced by a plant that hyperaccumulates nickel

Summary. Hyperaccumulation of metals in the shoot system of plants is uncommon, yet taxonomically and geographically widespread. It may have a variety of functions, including defense against herbivores. This study investigated the effects of hyperaccumulation on metal concentrations across trophic levels. We collected plant material, soil, and invertebrates from Portuguese serpentine outcrops whose vegetation is dominated by the nickel hyperaccumulator Alyssum pintodasilvae. Samples were analyzed for nickel, chromium, and cobalt. Grasshoppers, spiders, and other invertebrates collected from sites where A. pintodasilvae was common had significantly elevated concentrations of nickel, compared to nearby sites where this hyperaccumulator was not found. Chromium and cobalt, occurring in high concentrations in the serpentine soil but not accumulated by A. pintodasilvae, were not elevated in the invertebrates. Therefore, it appears likely that a flux of nickel to herbivore and carnivore trophic levels is specifically facilitated by the presence of plants that hyperaccumulate this metal. The results may be relevant to the development of phytoremediation and phytomining technologies, which use plants to extract metals from the soil. Reveived 22 August 2002; accepted 2 April 2003. R1D=" Correspondence to: A. J. Pollard, e-mail:joe.pollard@furman.edu     

基于土壤酶活性变化的铅污染土壤修复基准

近年来,污染土壤修复技术发展很快,而污染土壤修复标准的建立则相对迟缓。为了推进我国该领域的工作,对铅胁迫下土壤酶活性（如过氧化氢酶,磷酸酶,脲酶）随时间的变化进行了研究,以确定棕壤土中铅的土壤修复基准。结果表明：土壤中的铅能够刺激土壤中过氧化氢酶活性的增加,但随着土壤铅浓度的增加,这种刺激作用逐渐减小。土壤过氧化氢酶活性不宜作为铅污染土壤的生物标记物。土壤磷酸酶活性没有一致的变化规律,土壤磷酸酶活性不能作为铅污染土壤的生物标记物。在整个实验时间范围内,土壤脲酶活性与土壤中铅的浓度具有明显的剂量-效应关系（P〈0.01）,土壤脲酶活性可以作为铅污染土壤生物标记物。以土壤脲酶抑制率降低25%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为94mg·kg-1,以土壤脲酶抑制率降低45%为依据,确定棕壤中铅的土壤修复基准为178mg·kg-1。     

基于环境雌激素评估的卵黄蛋白原研究进展

卵黄蛋白原(Vitellogenin,Vtg)是卵黄蛋白(Vitellins,Vn)的前体.无脊椎动物的Vtg主要在肝胰腺、卵巢或脂肪体合成,脊椎动物主要在肝脏合成.在总结国内外相关研究基础上,对基于环境雌激素评估的Vtg研究进展进行了综述.目前的研究已经证明,Vtg的N末端氨基酸序列在动物进化中既具有高度的保守性,又具有一定的特异性.Vtg作为检测环境雌激素效应的生物标志物之一,在环境雌激素类化合物污染的评价中被广泛采用.Vtg的检测方法包括蛋白直接定量检测和mRNA定量分析,选择检测技术要依据实验设计,对于长时间的暴露实验,可通过检测蛋白来完成,短时间的暴露实验则适合半定量RT-PCR检测VtgmRNA的表达.在Vtg的检测中应考虑动物种属的特异性.     

跳虫在土壤污染生态风险评价中的应用

随着土壤污染生态风险评价研究的逐步深入,选择适宜的生物作为风险评价的指示物成为研究热点.跳虫是一种分布极为广泛的土壤无脊椎动物,对土壤污染十分敏感,具有成为土壤环境质量指示生物的良好潜力.目前跳虫在土壤生态风险评价中的应用研究尚处于起步阶段.论文综述了跳虫在土壤生态系统中的作用,通过对当前跳虫生态毒性测试技术及其影响因素的综合分析,结合跳虫的分子生态效应的研究进展,详细阐述了跳虫在土壤生态风险评价中的应用.论文最后提出了跳虫应用于土壤污染生态风险评价所面临的技术障碍以及亟待解决的问题,并对该领域的前景进行了展望。     

Indirect effects of soil invertebrates on litter decomposition: Elaboration via analysis of a tundra model

Indirect effects of soil invertebrates on litter decomposition in arctic coastal tundra were examined by means of a cross control option in a linear carbon flow model. Systems analysis and simulated field experiments generated predictions about soil systems containing invertebrate effects as modeled. Fauna were found to be several times more important per gram than microflora in causing higher cycling efficiency and more even resource distribution within the model. Detritus enrichment decreased evennes of resource distribution without affecting cycling efficiency. Hypotheses were generated which, if supported by field data, would help confirm the rationale used in model construction.     

Decomposers (Lumbricidae, Collembola) affect plant performance in model grasslands of different diversity

Decomposer invertebrates influence soil structure and nutrient mineralization as well as the activity and composition of the microbial community in soil and therefore likely affect plant performance and plant competition. We established model grassland communities in a greenhouse to study the interrelationship between two different functional groups of decomposer invertebrates, Lumbricidae and Collembola, and their effect on plant performance and plant nitrogen uptake in a plant diversity gradient. Common plant species of Central European Arrhenatherion grasslands were transplanted into microcosms with numbers of plant species varying from one to eight and plant functional groups varying from one to four. Separate and combined treatments with earthworms and collembolans were set up. Microcosms contained 15N labeled litter to track N fluxes into plant shoots. Presence of decomposers strongly increased total plant and plant shoot biomass. Root biomass decreased in the presence of collembolans and even more in the presence of earthworms. However, it increased when both animal groups were present. Also, presence of decomposers increased total N concentration and 15N enrichment of grasses, legumes, and small herbs. Small herbs were at a maximum in the combined treatment with earthworms and collembolans. The impact of earthworms and collembolans on plant performance strongly varied with plant functional group identity and plant species diversity and was modified when both decomposers were present. Both decomposer groups generally increased aboveground plant productivity through effects on litter decomposition and nutrient mineralization leading to an increased plant nutrient acquisition. The non-uniform effects of earthworms and collembolans suggest that functional diversity of soil decomposer animals matters and that the interactions between soil animal functional groups affect the structure of plant communities.     

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.     

土壤生态毒理学研究进展与展望

土壤生态毒理学是污染土壤生态风险评价以及土壤污染控制的理论依据,土壤环境中有毒物质的生态毒理效应及其分子机制的研究是土壤生态毒理研究的核心内容．首先从土壤重金属污染胁迫、有机污染胁迫以及复合污染的联合胁迫三个方面,概述了土壤污染所致的生态毒理效应最新研究进展;在理论剖析种群水平上污染土壤的分子生态毒理效应的基础上,较为系统地介绍了各种与污染土壤生态毒理效应有关的生物标记物,论述了污染土壤生态毒理分子诊断的基本原理、意义并对其今后的研究动态给予了分析;最后,对土壤生态毒理学研究今后的发展进行了展望．     

土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物标志物技术的研究进展

抗生素作为抑菌或杀菌药物被广泛应用于畜禽养殖中。不能完全被机体吸收的抗生素经由畜禽排泄物直接进入环境。随着耐药基因和超级病菌的出现,抗生素产生的环境问题引起了广泛关注。土壤是环境中抗生素最主要的累积场所之一,对土壤中抗生素的生态毒性及其分子生物指示指标的研究具有重要意义。本文在总结国内外相关研究的基础上,阐述了抗生素对土壤中微生物、动物和植物所产生的毒性以及分子生物标志物在土壤抗生素污染研究中的应用,并对未来的研究工作进行了展望。