诺氟沙星对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响

为了解诺氟沙星在环境中的残留对土壤微生物的影响,借助BIOLOG法对诺氟沙星作用下土壤微生物的碳源利用及代谢功能多样性进行了研究.研究发现,用药后d 7、d 21、d 35,用药组(诺氟沙星含量1μg g-1、10μg g-1、100μgg-1)BIOLOG微平板上平均每孔颜色变化率(Average well color development,AWCD)均低于对照组;用药d 7,1μg g-1、10μg g-1、100μg g-1组土壤微生物丰富度指数与多样性指数显著低于(P<0.05)对照组,d 21,10μg g-1、100μg g-1组与对照组差异显著,d 35仅100μg g-1组与对照组差异显著.结果表明,诺氟沙星影响了土壤微生物群落的碳代谢功能,包括代谢强度和代谢多样性,但不同浓度的诺氟沙星对土壤微生物群落代谢功能的影响也不相同.100μg g-1的诺氟沙星在用药的前期和后期均显著影响土壤微生物群落的碳代谢功能,土壤中诺氟沙星积累到该浓度可能对土壤微生物群落碳代谢功能产生难以逆转的长期影响.     

恩诺沙星对土壤细菌数量及微生物生物量碳的影响

为了评价兽药恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)对土壤微生物的影响,采用平板计数法和熏蒸浸提法研究了不同含量恩诺沙星(wENR)对土壤细菌数量和土壤微生物生物量碳(MBC)含量的影响.结果发现,添加药物组细菌数量和土壤微生物生物量碳含量均低于对照组,且药物含量越高,细菌数量和土壤微生物生物量碳含量越低;较低含量的恩诺沙星(wENR<0.1μg·g-1,细菌数量;wENR<1μg·g-1,MBC)对细菌数量和微生物生物量碳含量影响不显著(与对照组比较,p>0.05),而较高含量的恩诺沙星(wENR≥0.1μg·g-1,细菌数量;wENR≥1μg·g-1,MBC)则影响显著(与对照组比较,p<0.05).以上结果表明恩诺沙星残留可显著影响土壤细菌数量和微生物生物量碳含量,进而可能影响土壤特性和土壤的一些生态过程。     

恩诺沙星残留对土壤微生物数量及群落功能多样性的影响

对不同浓度恩诺沙星作用于土壤后三大类微生物数量及群落功能多样性进行了研究. 结果表明,恩诺沙星残留对它们影响强弱顺序为:细菌>放线菌>真菌,其影响作用随浓度从每克土 0. 01μg至 10μg的增加而加大,药物作用活性维持期为 6~8d,但对真菌作用不明显. 相对较低浓度的恩诺沙星残留(每克土中 0. 1μg, 1μg)不影响土壤微生物群落功能多样性,而相对较高浓度的恩诺沙星残留 (每克土中 10μg)则降低了其微生物群落功能多样性.图 2表 2参 9     

两种喂食方式下微囊藻毒素-LR在罗非鱼肝脏和肌肉中动态变化的比较(Dynamical Response of Microcystins-LR in Liver and Muscle of Tilapia（Oreochromis niloticus）in Two Feeding Conditions of Cyanobacteria)

试验以尼罗罗非鱼作为受试动物，通过直接投喂未经处理的新鲜藻细胞和喂食相同量经超声波破碎过的藻细胞，比较了罗非鱼在摄食完整蓝藻细胞与摄食破碎的蓝藻细胞时微囊藻毒素-LR（MC-LR）在其体内的动态变化规律及代谢差异. 结果表明，无论是喂食破碎蓝藻细胞还是未破碎的蓝藻细胞均可在罗非鱼肝脏和肌肉中检出MC-LR，细胞破碎组肝脏和肌肉的富集能力高于未破碎组. 富集第3d，即可在肝脏和肌肉中检出不同程度的MC-LR，肝脏中MC-LR的含量显著高于肌肉，随着富集时间的延长，MC-LR的含量总体呈上升趋势，破碎组肝脏和肌肉分别在染毒的16d和11d达到最大值（分别为2.021μg·g-1和0.071μg·g-1）；未破碎组则分别在染毒的24d和21d达到最大值（分别为1.856μg·g-1和0.036μg·g-1）. 整个富集阶段破碎组肝脏MC-LR的平均值为1.171μg·g-1，略高于未破碎组的1.029μg·g-1；破碎组肌肉含量的平均值0.051μg·g-1，高于未破碎组的0.029μg·g-1. 将细胞未破碎组的罗非鱼进行释放阶段的试验. 结果表明，罗非鱼的肝脏能快速清除MC-LR，释放13d时达到释放阶段的最低值（为0.241μg·g-1），与肝脏相比，肌肉对毒素的清除要缓慢得多.     

苯并[a]芘累积污染对土壤微生物群落功能多样性的影响

本文采用低剂量叠加的方式模拟苯并[a]芘(Benzo(a)pyrene,Ba P)在实际土壤中的累积过程,利用Biolog-ECO方法研究Ba P不同污染方式对土壤微生物群落功能的影响,以期揭示Ba P累积污染对土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明,在累积和一次污染方式下,土壤Ba P可提取态和有效态含量随土壤培养时间的延长而降低,前期(1—28 d)下降速率较快,后期(28—56 d)下降速率减缓.土壤微生物代谢活性AWCD值在培养初期(1 d)表现出LCK-YYCK-L的规律,培养7 d表现为YCK-YCK-LL,而后(8—56 d)各处理的AWCD值表现与培养7 d的规律一致.微生物群落物种丰富度指数和常见物种优势度指数的变化趋势与AWCD值变化规律一致.累积污染处理在土壤培养过程中先促进(1 d)后抑制(7—56 d)了土壤微生物群落功能多样性;一次污染处理与之相反,先抑制(1 d)后刺激(7—56 d)了土壤微生物群落功能多样性.累积污染处理的微生物代谢活性和多样性指数与Ba P含量的相关性大于一次污染.累积污染更能反映Ba P在土壤中的真实生物毒性.     

两种喂食方式下微囊藻毒素-LR在罗非鱼肝脏和肌肉中动态变化的比较

试验以尼罗罗非鱼作为受试动物,通过直接投喂未经处理的新鲜藻细胞和喂食相同量经超声波破碎过的藻细胞,比较了罗非鱼在摄食完整蓝藻细胞与摄食破碎的蓝藻细胞时微囊藻毒素-LR(MC-LR)在其体内的动态变化规律及代谢差异.结果表明,无论是喂食破碎蓝藻细胞还是未破碎的蓝藻细胞均可在罗非鱼肝脏和肌肉中检出MC-LR,细胞破碎组肝脏和肌肉的富集能力高于未破碎组.富集第3d,即可在肝脏和肌肉中检出不同程度的MC-LR,肝脏中MC-LR的含量显著高于肌肉,随着富集时间的延长,MC-LR的含量总体呈上升趋势,破碎组肝脏和肌肉分别在染毒的16d和11d达到最大值(分别为2.021μg·g-1和0.071μg·g-1);未破碎组则分别在染毒的24d和21d达到最大值(分别为1.856μg·g-1和0.036μg·g-1).整个富集阶段破碎组肝脏MC-LR的平均值为1.171μg·g-1,略高于未破碎组的1.029μg·g-1;破碎组肌肉含量的平均值0.051μg·g-1,高于未破碎组的0.029μg·g-1.将细胞未破碎组的罗非鱼进行释放阶段的试验.结果表明,罗非鱼的肝脏能快速清除MC-LR,释放13d时达到释放阶段的最低值(为0.241μg·g-1),与肝脏相比,肌肉对毒素的清除要缓慢得多.     

种植杞柳在镉污染土壤修复过程中对土壤微生物群落结构和理化性质的影响

研究种植杞柳在镉污染土壤修复过程中对微生物群落结构的影响,可为应用杞柳-微生物联合修复镉污染土壤提供理论依据.以1年生杞柳扦插苗为试验材料进行盆栽试验,设置4个镉浓度梯度处理(0、50、100以及150 mg/kg),每个处理同时设置种植杞柳组和未种植杞柳组.种植杞柳1年后收集根际、非根际以及未种植杞柳土壤,对土壤理化性质、不同形态重金属含量进行测定,利用Biolog-ECO平板法对微生物代谢功能多样性进行测定以及利用T-RFLP法对微生物群落结构多样性进行测定.采用冗余分析(RDA)对微生物群落结构多样性与土壤理化性质、不同形态重金属含量的相关性进行分析.结果表明,在镉污染处理组中养分含量总体呈现种植杞柳组高于未种植杞柳组,不同土壤来源对6类碳源的平均利用率存在显著差异,碳水化合物和酚酸类相对利用率呈现种植杞柳土壤未种植土壤,而氨基酸、羧酸、多聚物以及胺类相对利用率都在根际土壤中最高.对照组与处理组根际微生物丰富度与多样性指数差异不显著,但优势微生物种类明显不同. RDA分析表明,与对照相比,受污染的土壤中微生物与环境因子的相关性更强,可还原态镉与优势菌株B-T-RFs(137)、B-T-RFs(141)等有较强的相关性.综上,种植杞柳能显著促进镉污染土壤中微生物代谢活性、微生物丰富度指数以及多样性指数,对优势微生物种群、代谢组成有明显影响;影响根际与非根际土壤中优势微生物的主要环境因子不同,污染组微生物受环境影响更大.(图8表1参50)     

岷江流域不同土地利用类型土壤养分及微生物群落多样性研究

以四川省岷江流域不同土地利用类型(次生林、人工林、灌草丛和坡耕地)土壤为研究对象,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯(FAMEs)法系统研究微生物群落多样性特征以及在不同土地利用类型的分布规律。结果表明:各土地利用类型土壤均略显酸性,pH值高低依次为坡耕地、灌草丛、人工林和次生林,土壤电导率、容重和孔隙度有所波动;土壤养分含量和有效养分含量高低大致依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。不同土地利用类型土壤微生物群落代谢平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性大小依次为次生林、人工林、灌草丛和坡耕地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,羧酸类和碳水化合物类碳源是不同土地利用类型土壤微生物的主要碳源,其后依次为酚酸类、氨基酸类和聚合物类,而土壤微生物对胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(DS)和碳源利用丰富度指数(S)总体表现为次生林最高,人工林和灌草丛次之,坡耕地最低,不同土地利用类型间DS差异未达显著水平(P0.05)。主成分分析结果表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1和2分别能够解释变量方差的63.89%和18.55%,在主成分中贡献最大的是羧酸类和碳水化合物类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤有机质含量和全氮含量之间均达显著或极显著正相关,与pH值呈负相关,即土壤有机质含量和全氮含量对土壤微生物多样性影响较大。上述研究结果表明次生林土壤养分含量更高,更适合土壤微生物生存,这对于维持该区域生态系统功能稳定性具有重要意义。     

不同浓度植物根系分泌物微生态效应研究

探讨夹竹桃(Nerium oleander)根系分泌物对土壤微生物量碳、呼吸强度等微生物学特征及土壤微生物群落功能多样性的影响,深入揭示夹竹桃根系分泌物的微生态效应,通过向土壤中添加植物根系分泌物溶液的方法,研究了不同浓度(CK,15 mL去离子水作为对照;LC,5 mL分泌物+10 mL去离子水;MC,10 mL分泌物+5 mL去离子水;HC,15 mL分泌物)的外源植物根系分泌物对土壤理化性质、土壤微生物群落功能多样性、微生物量碳、微生物熵、基础呼吸和代谢熵的影响。结果表明,不同浓度根系分泌物处理pH值显著低于CK(P<0.05);有机碳、含水量、全氮、碱解氮、速效磷含量显著高于CK(P<0.05),其大小表现为HC>MC>LC>CK;而土壤全磷无明显差异(P>0.05)。细菌、真菌、放线菌和微生物总数均显著高于对照(P<0.05),不同处理之间差异均显著(P<0.05),其大小表现为HC>MC>LC>CK。微生物量碳、微生物熵和基础呼吸均显著高于对照(P<0.05),不同处理之间差异均显著(P<0.05),其大小表现为HC>MC>LC>CK。土壤代谢熵表现为HC>MC>LC>CK,HC和MC差异不显著(P>0.05)。平均吸光值、物种丰富度指数、Mcintosh指数均显著高于对照(P<0.05),不同处理之间差异均显著(P<0.05),其大小表现为HC>MC>LC>CK。不同处理间优势度指数差异不显著(P>0.05)。主成分分析表明:中浓度根系分泌物处理的土壤与CK土壤微生物群落代谢特征相近,其明显不同于高浓度根系分泌物处理的土壤,说明它们对单一碳源的利用能力不同,其群落代谢特征存在差异。总体来看,高浓度的根系分泌物能够显著改变土壤微生物学特性及群落功能多样性。     

玉米免耕秸秆覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究免耕对土壤微生物功能多样性的影响,本项试验运用Biolog-ECO检测手段,对连续2年的玉米（Zea mays L.）保护性耕作试验全部秸秆覆盖免耕和常规耕作2种耕作处理的土样进行了土壤微生物功能多样性研究。试验表明：（1）免耕土壤微生物对碳源利用率以及不同碳源利用率高于常规耕作,免耕对总体碳源利用率平均值比常规耕作高53.1%;（2）免耕土壤微生物丰富度指数、多样性指数显著高于常规耕作,免耕微生物群落丰富度指数22.33±0.57,多样性指数3.02±0.04,常规耕作微生物群路丰富度指数14.33±1.15,多样性指数2.56±0.12。免耕秸秆覆盖耕作措施促进了土壤微生物活性、增加土壤微生物数量。     

北京官厅水库周边农药类POPs暴露的土壤生态效应研究

在前期研究的基础上,围绕北京官厅水库周边2-10 km范围内按不同农药类POPs残留量划分4个区域,监测了土壤中主要农药类POPs(HCHs和DDTs)的含量,分析了土壤酶活性和土壤呼吸强度特征.结果表明,4个区域中有机氯农药残留最高为北辛堡区,其次是怀来县区和官厅镇区,最低为延庆县区,平均含量分别为27.59 ng·...     

利用稳定同位素示踪技术研究大型溞（Daphnia magna）对水环境中溶解性铜的吸收

由于缺乏合适的放射性同位素,生物对Cu的吸收以及Cu在生物体内的迁移转化等动力学研究一直较为匮乏.论文以大型溞(Daphniamagna)为受试生物,以稳定同位素65Cu作为示踪剂,研究了不同Cu浓度下,大型溞对水相中Cu的吸收.结果表明,在低浓度下,大型溞的吸收随着水相中Cu浓度的增加而增加.随着水相中Cu浓度的升高,大型溞的吸收逐渐趋于饱和.水相吸收速率和Cu的暴露浓度符合米氏方程(Michaelis-Menten Function),最大吸收速率Imax为14.6μg·g-1·h-1,米氏常数Km为3.2μg·L-1,平均水相吸收速率常数ku为1.23L·g-1·h-1.     

纳米硫化镉量子点细胞毒性作用机制

为初步探讨硫化镉量子点(CdS QDs)的细胞毒性作用机制,采用MTT毒性实验比较了CdS QDs和常规CdS对仓鼠肺细胞(CHL)的毒性效应以及细胞内外活性氧水平.结果表明,1)在较低暴露浓度(≤20μg·mL-1)时,CdS QDs细胞毒性显著高于常规CdS,而在较高暴露浓度(>20μg·mL-1)时,两者相差不大.2)在较低暴露浓度(≤40μg·mL-1)时,添加N-乙酰半胱氨酸(NAC)可显著降低CdS QDs的细胞毒性,而在较高暴露浓度(>40μg·mL-1)时,添加NAC对CdS QDs的细胞毒性没有明显影响.添加NAC对常规CdS细胞毒性没有显著影响.综合实验结果推测CdS QDs的细胞毒性与暴露剂量有关:在低浓度(<20μg·mL-1)时,主要是活性氧的氧化损伤作用;在中等浓度(20~40μg·mL-1)时,活性氧和Cd2+的释放共同作用;在高浓度(>40μg·mL-1)时,则是Cd2+的释放占主导地位.     

林丹短期暴露下的斑马鱼（Brachydanio rerio）组织学变化

以斑马鱼(Brachydaniorerio)为受试生物,初步探讨了林丹对斑马鱼的急性毒性以及不同浓度(0.01μg·L-1、1.0μg·L-1、100.0μg·L-1)的林丹暴露36d后对斑马鱼鳃和肝组织结构变化的影响.结果表明,林丹对斑马鱼96h-LC50为97.98μg·L-1,95%可信限为94.38￣101.72μg·L-1.当林丹浓度为0.01μg·L-1时,斑马鱼的鳃和肝组织结构未发生明显变化,而暴露在1.0μg·L-1和100.0μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼的鳃和肝组织结构变化显著.斑马鱼鳃组织变化为:上皮细胞残损、脱落,鳃小片上皮细胞水肿,柱细胞变形.斑马鱼肝组织变化为:部分肝细胞肿大,细胞核萎缩变形或偏离细胞中心,胞质疏松,空泡明显增加,细胞质中可见脂沉积.与1.0μg·L-1林丹暴露相比,暴露在100μg·L-1林丹溶液中的斑马鱼鳃和肝组织结构受到的损害更为严重.     

鸭粪和环丙沙星对潮土微生物群落功能多样性的影响

为了评价鸭粪中残留的环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)对土壤微生物群落功能多样性的影响,布置培养试验,设五个处理,分别是Ⅰ:CK(对照)、Ⅱ:CIP(人工添加的CIP)、Ⅲ:DF(添加不含抗生素的鸭粪)、Ⅳ:DF+CIP(在Ⅲ的基础上再外源添加CIP)、Ⅴ:DF(CIP)(粪源CIP即含有CIP的鸭粪),培养81 d。借助Biolog技术研究了不同来源的CIP对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,培养1 d后,反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)表现为DFDF+CIPDF(CIP)CKCIP,说明环丙沙星对土壤微生物活性具有一定的抑制作用,且随着培养时间的延长其抑制作用减弱;添加鸭粪显著增强了土壤微生物活性和群落功能多样性;与人工添加进鸭粪中的环丙沙星相比,粪源环丙沙星对微生物活性的抑制作用更强,并显著降低了土壤中利用碳源微生物的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(Ds)和碳源利用丰富度指数(S);在培养过程中,土壤微生物利用的主要碳源种类随培养时间延长有所变化,初期利用的主要是糖类、羧酸类、聚合物类、胺类以及氨基酸类,后期主要是糖类和羧酸类。     

微囊藻毒素对束丝藻细胞生长和抗氧化系统的影响

为从活性氧(ROS)角度探讨微囊藻毒素(MC)导致藻类细胞死亡的机理及揭示藻细胞对MC诱发的氧化胁迫的响应机制,采用50和500μg·L-1的微囊藻毒素LR(MC-LR)处理束丝藻(Aphanizomenon sp. DC01)细胞,测定了细胞生长、细胞内活性氧(ROS)含量及抗氧化系统的变化.结果表明,50μg·L-1的MC-LR处理对藻细胞的生长无显著影响,而500μg·L-1的MC-LR处理可诱导藻细胞死亡.50μg·L-1的MC-LR处理的藻细胞ROS含量在处理第2d显著高于对照;但藻细胞能通过还原型谷胱甘肽(GSH)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性改变修复氧化损伤,使ROS水平在处理第3d恢复到对照水平.500μg·L-1的MC-LR处理可显著降低藻细胞GSH含量和SOD与GPX活性,刺激藻细胞生成过量的ROS;ROS在毒素处理4d后突然暴发,过量的ROS引起膜质过氧化,并最终导致藻细胞死亡。     

氯氰菊酯对海洋卡盾藻的毒性效应

为了解拟除虫菊酯农药对海洋生态系统以及海洋初级生产力的影响,研究了氯氰菊酯对重要赤潮藻类海洋卡盾藻(Chattonella marina)的生长及生化指标的影响.结果表明,低浓度(≤10μg·L-1)的氯氰菊酯对海洋卡盾藻生长具有明显的促进作用,而高于50μg·L-1则产生较明显的抑制效应,但暴露后期会出现一定的超补偿效应.藻细胞内叶绿素a(Chl.a)、可溶性糖和可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性在暴露初期变化较剧烈,24h或48h后趋于平稳.随着培养(暴露)时间的延长,低浓度暴露组以上指标均呈现先促进后恢复趋势,而高浓度暴露组则呈现先抑制后恢复趋势,丙二醛(MDA)含量随培养(暴露)时间的延长呈先促进后恢复趋势且随氯氰菊酯浓度升高而明显升高.在实验设计浓度下,氯氰菊酯对SOD活性和MDA含量的最低作用剂量为10μg·L-1,而对其他生长和生化指标的最低抑制浓度为50μg·L-1,SOD和MDA可作为监测环境中氯氰菊酯污染的敏感指标.