生态毒理基因组学——后基因组时代生态毒理学的新领域

基因组学、蛋白组学和代谢组学技术为生态毒理学的发展提供了生物高通量的技术手段,构成了新的交叉学科——生态毒理基因组学.生态毒理基因组学着重研究环境毒物暴露下非靶生物基因和蛋白的表达,能够在基因组水平上更深入地理解环境污染物的致毒机制,同时,它引进生物标志物为生态风险评价提供了平台.论文对生态毒理基因组学的发展历程、技术支持、模式生物及其在生态风险评价方面的应用进行了综述,以推动生态毒理基因组学技术在我国的进一步发展.     

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。     

轮虫在生态毒理学中的研究进展

轮虫是浮游动物中的重要类群,因具有生活周期短、对毒物的敏感性高、有两性生殖方式、易培养和实用性强等优势特征,已被用作生态毒理学实验中重要的模式生物,颇有研究前景。本文简介了轮虫作为受试生物的特点及其生活史,并从实验方法、污染物种类、测试指标等角度对近几十年来轮虫在生态毒理学中的应用现状、主要成果和最新进展作了概述,主要包括轮虫在常规毒性评价中的应用:急性毒性、慢性毒性以及对其行为的影响效应;综述了几类典型环境污染物,例如重金属、UV辐射、持久性有机污染物以及农药化合物的胁迫对轮虫的毒性效应,特别对目前存在的问题、研究热点及今后需要加强研究的方向进行了讨论和展望,以期为应用轮虫生态毒理学进行环境污染及风险评估提供参考。     

环境污染物干扰鱼类体色的研究及其生态毒理学意义

鱼类体色对环境污染物十分敏感,使其成为污染监测中理想的生物指示物,具有广阔的应用前景.鱼类体色调控复杂,涉及的基因丰富.本文综述污染物对鱼类体色的干扰作用及可能的干扰机制,为鱼类体色应用于污染监测相关生物标志物筛选及生态风险评估提供参考资料;同时,从鱼类色素合成和代谢、色素细胞发育和迁移、体色变化的调控等方面,综述鱼类体色的分子基础,有助于探究污染物干扰鱼类体色的可能靶点和毒理学机制,为鱼类体色生理学基础理论的发展提供重要参考资料.     

《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.     

代谢组学方法在生态毒理学中的应用进展

代谢组学方法越来越多地用于研究有机体与生态环境的相互作用。近年来,该方法已被应用于化学物风险评价和野生动物的疾病诊断,成为环境科学,特别是生态毒理学中充满活力的研究方向之一。本文介绍了应用于代谢组学研究的核磁共振波谱和质谱2种检测技术,着重讨论了生态毒理学研究中代谢组学方法在生物标志物的发掘和毒性评价,以及有机体对环境影响因子的代谢响应、野生水生动物疾病的诊断和监测等方面的应用。这些代谢组学在生态毒理学领域的应用将促进对有机体与环境相互作用的认识。     

《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…     

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.     

NMR代谢组学在水生软体动物生态毒理研究中的应用

随着核磁共振(NMR)技术的不断发展,基于NMR的代谢组学方法已经逐渐成为研究水生动物在代谢水平响应环境变化的一种有效方法。水生软体动物作为重要的环境监测生物,近年来人们在其相关研究中取得了不小的成果。文章总结了利用NMR的代谢组学方法研究各类环境胁迫因子对水生软体动物代谢影响的成果,主要综述了水生软体动物不同组织内代谢物组成和含量对环境胁迫的响应,同时对水生软体动物生态毒理代谢组学研究中存在的问题和今后的发展方向进行了讨论和展望。     

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.     

Schnecken unter Stress

Background In ecophysiology and ecotoxicology, gastropods are important both as target organisms for molluscicides and non-target organisms for environmental pollutants or other environmental stressors. With respect to both aspects, biomarkers are investigated at different levels of biological organization in order to understand mechanisms which enable gastropods to cope with or even to benefit from unfavourable environmental conditions. Main topics The paper focuses on the ecotoxicological and ecophysiological work of the author on gastropods which will be reviewed in the context of the state of knowledge in this field of research. In addition to cellular aspects in biomarker research, also biochemical responses of snails to environmental stress (stress proteins, metallothioneins, and metabolic enzymes) will be addressed. Conclusions The paper highlights the suitability of terrestrial and aquatic gastropods as sensitive indicators of environmental stress induced by chemicals or other non-chemical factors. Biomarker studies have been shown not only to be applicable in environmental risk assessment but also to provide fundamental and background knowledge necessary to understand correlations of responses at different levels of biological organization. Recommendations and perspectives A standardized toxicity test with the grapevine snail (ISO 15952) has been established for toxicity assessment in terrestrial habitats. However, freshwater gastropods display a high sensitivity as well, e.?g. to endocrine disrupters, and should be incorporated into future standardized assays for aquatic toxicity testing on the basis of existing knowledge.     

水体突发污染事件在线生物监测技术的发展和应用分析

自1800s以来,经过2个世纪的发展,针对水体突发污染事件的在线生物监测技术越来越完善,其所采用的分析指标主要包括生物行为变化(1900s至目前)、生物新陈代谢变化(1800s至目前)和生物电变化(1980s至目前)等3种,其中,应用最广泛、发展最完善的为基于生物行为指标的在线生物监测技术。进入21世纪以来,在线生物监测技术得到快速发展和普遍应用。中国、美国、德国、韩国和瑞典等国家已经大规模应用基于不同生物指标的在线生物监测技术,以实现对水体突发污染事件的有效监管。随着计算和分析技术的进一步发展,在线生物监测技术也会越来越完善,在维持社会稳定、保证经济可持续发展以及保障人民饮水安全方面将会发挥越来越重要的作用。     

生理毒代动力学模型及其在有机污染物水生生态毒理研究中的应用

人类生产和生活使用各种人工合成的化学品,种类和数量急剧增长,对生态系统和人体健康造成了极大威胁。因此,亟需采用高效的方法对数量巨大的化合物进行毒性评价。对生理毒代动力学(PBTK)模型的建立过程及其在污染物生态毒理研究中的应用进行了综述。PBTK模型,又称生理药代动力学(PBPK)模型,是利用生理学和解剖学等原理,将生物体简化为用血流连接的肝、肾和脂肪等各组织器官房室,模拟化合物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。模型参数包括生理参数和生化参数2个部分,可用MATLAB等软件进行模拟。模型已应用于数百余种有机污染物在鱼体等水生生物体的毒代动力学模拟。已有模拟结果能够预测化合物在生物体内的有效剂量,对化合物毒性进行评估,并可用于不同物种、不同剂量和不同暴露途径间的外推,有力推进了污染物生态毒理研究工作的开展。     

化感物质的抑藻作用研究、应用及生态安全性评价

水体富营养化日益严重,水华频繁爆发,如何有效控制水华,治理富营养化水体是目前水环境领域的研究热点和前沿。目前湖泊藻类控制技术主要有：物理方法、化学法、生物法,但是这些方法都有其固有的缺点。利用植物化感作用抑制有害藻类生长具有廉价、生态安全等优点近年来备受关注。化感作用就是生物体产生的生物活性物质即化感物质在生物体之间传递信息并导致生物体相互作用。归纳了国内外不同生活型水生植物化感作用研究的主要成果（包括已报道的抑藻水生植物种类、已从水生植物体内和种植水中分离鉴定得到的化感物质）,以及化感物质的联合作用研究,讨论了化感物质的生态安全性。通过化感作用能有效控制引起水体富营养化的各种藻类生长,优化水生生物的组成结构。例如,水体中投放大麦秆可以增加无脊椎动物以及鱼类的数量,从而达到改善水生生态系统的目的。展望了植物化感作用用于水环境治理的发展前景。以期为利用植物化感作用控制水华的发生提供理论基础。     

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。     

人工纳米材料对斑马鱼生态毒理效应研究进展

随着纳米技术的快速发展,人工纳米材料在光电、生物医药、化妆品等诸多领域得到了广泛应用。人工纳米材料在生产、使用和废弃处理等过程中,不可避免地通过水体、土壤、大气等进入环境,其对环境产生的生态效应逐渐引起国内外的广泛关注。斑马鱼(Danio rerio)作为一种重要的脊椎模式生物,在环境毒理学研究中应用广泛,可以作为检测人工纳米材料生态毒理效应的一种重要工具。本文介绍了人工纳米材料对水生态环境的影响及斑马鱼在生态毒理学研究中的优势,总结了其对斑马鱼的毒性效应,主要包括急性毒性和对个体发育的影响、对组织细胞及基因表达的影响,分析了人工纳米材料对斑马鱼的毒性机制,以期为人工纳米材料毒理学研究提供基础信息。     

Körperpflegemittel in der aquatischen Umwelt

Personal care products (PCP) are produced and used in enormous amounts world-wide. In the early 1990s, the annual production volume was more than 550.000 metric tonnes for Germany alone, where liquid bath admixtures, soaps, skin care products, shampoos and dental care products represented the main use patterns of PCPs. These preparations and their ingredients are quasi-continuously introduced into the aquatic environment during regular use, preferably via municipal wastewater treatment plants, and may reach concentrations in the ng/l or μg/l range in surface waters. Furthermore, considerable persistence and bioaccumulation potential has been shown for a number of PCPs (e.g. musk fragrances, disinfectants, antiseptics, some repellents, sunscreen agents). Except for the most important detergents and surfactants used in PCPs, the possible consequences of a chronic exposure of aquatic organisms to these compounds have not been investigated systematically to date. The information on the occurrence of PCPs in different environmental compartments is also rather fragmentary. It is the main objective of this article to provide an overview on the available literature concerning the environmental chemistry and ecotoxicology of selected PCP ingredients (e.g. fragrances, preservatives and antioxidants, disinfectants and antiseptics, repellents, sunscreen agents) The set of data on the occurrence and concentrations of PCPs in the environment and the effects in representative aquatic organisms is insufficient for the majority of the groups of substances considered and does not allow an assessment of their environmental risk. The example of musk fragrances, which represent one of the better analysed groups of PCP ingredients, shows that these compounds tend to accumulate in sediments and biota (including human beings) due to their inherent physicochemical properties, and are likely to attain considerable concentration levels. However, the knowledge about effects in aquatic organisms is rather incomplete and partially contradictory. Furthermore, detailed investigations of their potential reproductive, neuro-, immuno-and genotoxicity are lacking not only for musk fragrances, but also for the overwhelming majority of other PCP ingredients.     

重金属对水生生物的生态毒理效应及生物耐受机制研究进展

近年来,随着国民经济的快速发展,重金属以其特有的性质而被大量的应用于生产生活当中,同时也由于各种原因造成了水体重金属污染现象。水体重金属污染不仅对水生生物的生长和繁殖造成了严重的威胁,同时也威胁到人类的健康。因此,重金属污染具有潜在的生态与健康风险。本文主要概括介绍了重金属对水生植物、动物、微生物的生态毒理效应以及水生生物对重金属的各种耐受机制,展望了重金属对水生生物生态毒理效应的未来研究重点和方向。