红球菌BAP-1对荧蒽的跨膜运输过程

利用同位素示踪法对红球菌BAP-1跨膜运输¹⁴C-荧蒽的过程进行了研究.结果表明在有ATP抑制剂NaN₃的存在下,红球菌BAP-1细胞膜内所结合的¹⁴C-荧蒽含量几乎无变化.结合对微生物体内包涵体的观察,说明当有ATP抑制剂存在的情况下,荧蒽无法通过细胞膜进入到微生物的体内.这表明若是荧蒽无法通过跨膜运输进入到红球菌细胞内,就不能得到有效的生物降解.在不同的底物浓度条件下,微生物对¹⁴C-荧蒽的跨膜运输过程是主动运输过程;在一定底物浓度条件下,菌体膜结合污染物的量会在一定的条件下达到饱和.结合米氏方程分析了红球菌BAP-1对¹⁴C-荧蒽的跨膜运输动力学过程,结果表明底物¹⁴C-荧蒽与微生物之间一直保持较高的亲和力,较高的亲和体系有助于跨膜运输过程的顺利进行.     

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.     

外加碳源对红球菌IcdP1降解荧蒽的特性研究

从受多环芳烃(PAHs)污染的河道底泥中筛选分离、纯化得到一株荧蒽降解菌,经形貌分析和16S r DNA序列分析后确定该菌株为红球菌属Rhodococcus sp.,命名为Icd P1。之后对该菌株降解荧蒽性能进行了系统研究。结果表明,当荧蒽浓度为50 mg/L时,Icd P1在培养42 d后对荧蒽降解率可到达31.69%。投加"蒽-菲"混合物、葡萄糖、麦芽糖、腐殖酸(HA)等外加碳源可以不同程度强化Icd P1降解荧蒽的能力,其中投加葡萄糖对红球菌降解荧蒽的强化效果最好,且荧蒽去除率和红球菌生物量之间的线性相关关系最好,说明葡萄糖最适合作为该红球菌降解荧蒽的共代谢基质。动力学分析表明,无论是否添加葡萄糖作为外加碳源,红球菌Icd P1对荧蒽的降解都符合一级动力学降解模型,但葡萄糖的加入大大提高了Icd P1菌对荧蒽的降解速率。     

一株降解荧蒽的铜绿假单胞菌的筛选鉴定及其特性

荧蒽是一种疏水性极强的高分子量多环芳烃,在环境中能持久存在且难以被微生物降解.本研究从石油污染土壤中分离获得一株能够以荧蒽为唯一碳源和能源而生长良好的菌株,命名为DN1.通过形态观察、生理生化特性鉴定及16S rRNA gene同源序列分析,鉴定其为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa).研究发现,菌株DN1的最适生长温度为34~37℃,最适p H为5.5~7.5,并具有良好的产鼠李糖脂能力,摇瓶培养7 d内最高产量可达22.90 g·L-1.DN1这一特性有利于荧蒽乳化进而促使其生物降解,0.50 g·L-1荧蒽14 d内的降解率达到90.2%.酶活检测显示,邻苯二酚1,2-双加氧酶活性显著高于邻苯二酚2,3-双加氧酶活性,表明其在荧蒽生物降解中起主导作用.     

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.     

TiO2光催化降解去除土壤中荧蒽研究

针对典型多环芳烃污染土壤,文章以荧蒽为目标污染物,选择TiO_2作为催化剂在紫外光照射下降解去除土壤中荧蒽,考察了降解时间、催化剂用量、搅拌次数以及土壤水分含量因素对降解率的影响,研究了腐殖酸和H_2O_2对荧蒽光催化降解率的影响,采用活性基团捕获实验探究了土壤中荧蒽的降解机理。结果表明:降解率随降解时间的增长而提高,其中P25用量为5%、降解时间为48 h时,降解率为24.11%;P25用量增加为20%,光照48 h后的降解率为42.89%;土壤搅拌可提高荧蒽降解效率,搅拌次数为5次时降解率为51.72%,与未搅拌相比提高了8.83%;加入10%的水分后,荧蒽降解率提高到56.90%。腐殖酸抑制荧蒽的降解,加入腐殖酸后降解率降低10.94%。加入1.5 mL质量分数30%的H_2O_2后降解率提高18.26%。加入对苯醌后荧蒽的降解率显著降低,表明·O_2~-在荧蒽的降解过程中起主要作用。     

施肥对老化污染土壤中PAHs可提取态浓度的影响

采用温室模拟试验,施用农业生产中广泛使用的无机氮肥和有机肥,以花红苋菜为典型叶菜类蔬菜,研究了不同施肥对老化污染土壤中PAHs可提取态浓度的影响.结果表明,有机肥处理与无机氮肥处理相比较,土壤中菲、荧蒽和苯并(b)荧蒽的可提取态浓度显著降低(p<0.05);在相同的采样时间及处理下,3种PAHs的可提取浓度与其在老化污染土壤中初始浓度的比值顺序为:苯并(b)荧蒽<荧蒽<菲(p<0.05),说明不同PAHs与土壤组分之间的吸附因其不同的理化特性而存在差异;裸土处理中3种PAHs的可提取浓度均显著高于根际土壤中的对应浓度(p<0.05).     

太原市采暖期PM_(10)中PAHs的碳同位素组成及源贡献率

在太原市7个点位采集采暖期PM10样品,用气相色谱-同位素质谱仪测定环境空气PM10和污染源(煤烟尘和机动车尾气)中9种多环芳烃(PAHs)的碳同位素组成(δ13C),并根据碳同位素质量平衡原理定量环境空气PAHs的源贡献率.结果表明:煤烟尘中PAHs随环数增加贫13C,机动车尾气中PAHs随环数增加富13C;各点位PAHs的δ13C值差别不大,变化趋势与煤烟尘基本一致,煤烟尘是城市PAHs的主要污染源;煤烟尘对各点位荧蒽和苯并[a]蒽的贡献率都大于机动车尾气,对的贡献率与机动车尾气相当,煤烟尘是各点位荧蒽和苯并[a]蒽的主要来源,是二者共同作用的结果;煤烟尘和机动车尾气对全市环境空气中荧蒽、苯并[ghi]荧蒽、苯并[a]蒽和苯并[b+k]荧蒽贡献率比都约为7:3,太原市环境空气PAHs污染属于煤烟尘和机动车尾气的复合污染.     

太原市采暖期PM10中PAHs的碳同位素组成及源贡献率

在太原市7个点位采集采暖期PM10样品,用气相色谱-同位素质谱仪测定环境空气PM10和污染源(煤烟尘和机动车尾气)中9种多环芳烃(PAHs)的碳同位素组成(δ13C),并根据碳同位素质量平衡原理定量环境空气PAHs的源贡献率.结果表明:煤烟尘中PAHs随环数增加贫13C,机动车尾气中PAHs随环数增加富13C;各点位PAHs的δ13C值差别不大,变化趋势与煤烟尘基本一致,煤烟尘是城市PAHs的主要污染源;煤烟尘对各点位荧蒽和苯并[a]蒽的贡献率都大于机动车尾气,对 的贡献率与机动车尾气相当,煤烟尘是各点位荧蒽和苯并[a]蒽的主要来源, 是二者共同作用的结果;煤烟尘和机动车尾气对全市环境空气中荧蒽、苯并[ghi]荧蒽、苯并[a]蒽和苯并[b+k]荧蒽贡献率比都约为7:3,太原市环境空气PAHs污染属于煤烟尘和机动车尾气的复合污染.     

长白山雨养泥炭表层多环芳烃组成分布及来源分析

采用气相色谱-质谱法(GC-MS)对长白山圆池雨养泥炭表层16 种优控多环芳烃(PAHs)污染物进行分析并对其来源进行了探讨.结果表明,该区表层PAHs 含量为1404~1936ng/g,PAHs 以2~3 环为主,苯并(a)芘等强致癌性化合物均有不同程度的检出.结合菲/蒽、荧蒽/芘等参数值分析,推测该区泥炭表层PAHs 主要来源于化石燃料的不完全燃烧,生物合成作用产生的PAHs 也有一定的贡献.对泥炭表层单体PAH 与总PAHs 回归分析表明,苊烯、荧蒽、芘可以作为泥炭表层标志性PAHs 污染物.     

恶臭假单胞菌好氧降解高氯联苯的蛋白质组分析

利用固相pH梯度双向凝胶电泳分离恶臭假单胞菌以葡萄糖和Aroclor1260作为营养基质生长的菌株总蛋白,凝胶经银蓝显色后,采用PDQuest图像分析软件比较、分析识别差异表达蛋白,应用MOLDI-TOF-MS得到相应的肽质量指纹图谱,然后搜索数据库鉴定部分差异蛋白点.结果表明,获得了分辨率较高、重复性较好的不同营养基质条件下菌株蛋白的双向凝胶电泳图谱,比较分析共发现80个差异蛋白点,成功鉴定14个差异表达蛋白,包括应激应答蛋白、蛋白质生物合成、运载体和代谢相关酶类.提示与葡萄糖作为生长基质相比,菌体以多氯联苯作为碳源和能源生长时,产生应激,通过增强应激响应蛋白、蛋白质生物合成相关蛋白和相关代谢酶类的表达使细胞在胁迫条件下维持自身的稳定性与生长代谢.     

基于iTraq技术的加拿大一枝黄花提取物作用下铜绿微囊藻细胞差异表达蛋白

为研究加拿大一枝黄花提取物对藻类生长抑制作用的分子机理,应用iTraq技术结合LC-MS-MS,分析了铜绿微囊藻细胞蛋白质的差异表达.共鉴定出261种差异蛋白(变化倍数31.5),其中表达上调的220种,表达下调的41种. GO功能分类显示,加拿大一枝黄花提取物通过影响细胞代谢过程、蛋白质催化和结合功能等方式抑制藻细胞生长.KEGG通路分析表明,通路大类中富集程度位于前3位的均是代谢通路,包括能量代谢、碳水化合物代谢和氨基酸代谢,通路中富集程度最高的是糖酵解/糖异生通路.本研究发现了加拿大一枝黄花提取物对藻细胞生长抑制作用的分子靶点,为从分子层面阐明其抑藻作用提供参考,也为研究植物化感物质的抑藻机理提供了新方法.     

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。     

Toxic effects of fluoranthene and copper on marine diatom Phaeodactylum tricornutum

To investigate the effects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and metals on the population reproduction,antioxidative defense system and cell ultrastructure of the marine diatom,fluoranthene and Cu2+ were selected to test their toxicity to Phaeodactylum tricorntum,in the laboratory.The results indicated that both fluoranthene and Cu2+ inhibited population reproduction of P.tricorntum.When the algal cells were exposed to fluoranthene or Cu2+ for 72 h,ultrastructure damage in the cells was observed un...     

荧蒽对披针舟形藻的生长及叶绿素荧光特性影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)测定了不同浓度的荧蒽(0、0.1、0.5、1.0、2.0和5.0 mg/L)处理后披针舟形藻(Navicula lanceolata)的叶绿素荧光动力学特征的变化.藻类的生物量以细胞密度表示,测定的主要荧光动力学参数为:光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(Fv/Fm),PS...     

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.     

金属离子对长期污染土壤中多环芳烃解吸的影响

研究了离子强度、不同金属离子对土壤中PAHs表观解吸水平的影响.根据Pearson原理计算了菲、荧蒽、芘和苯并[k]荧蒽等几种PAHs的碱性特征参数并据此分析了其酸碱性类型.结果表明:实验条件下,解吸液中离子强度并非影响土壤中PAHs解吸的控制要素;不同硬度酸性金属离子与PAHs之间的酸碱作用是影响土壤中PAHs解吸水平变化的关键.硬酸性金属离子Ba2+、Al3+、Ca2+对土壤中PAHs的解吸具有促进作用,软酸性离子Hg2+、Ag+则具有抑制作用,比较而言交界酸性金属离子Cu2+、Fe2+、Zn2+在提高土壤中PAHs解吸上作用更加明显.     

Combined effects of cadmium and fluoranthene on germination, growth and photosynthesis of soybean seedlings

The single and combinational effects of cadmium (Cd) and fluoranthene (FLT) on germination, growth and photosynthesis of soybean seedlings were investigated. Exposure to 5, 10, or 15 mg Cd/L or 1, 5, or 10 mg FLT/L individually or in combination significantly decreased germination vigor (3 days) and final germination rate of soybean seeds, except at 1 and 5 mg FLT/L. The results of two-way ANOVA analysis and the Bliss independence model showed that at lower concentrations of FLT (1 mg/L), the interaction between Cd and FLT on germination was antagonistic, whereas the interaction was synergistic when the concentration of FLT was 5 or 10 mg/L and the concentration of Cd was 15 mg/L. Growth, expressed as dry weight, length of shoot and root, leaf area, and photosynthesis, expressed as net photosynthetic rate, intercellular CO2 concentration, chlorophyll contents and fluorescence of soybean seedlings were also reduced by exposure to 5 or 10 mg Cd/L or 1 or 5 mg FLT/L, singly or jointly. Significant antagonistic effects of exposure to 5 or 10 mg Cd/L or 1 or 5 mg FLT/L on shoot growth and photosynthesis were observed, whereas synergy and antagonism of Cd and FLT were both observed for root growth.