Ag(I)对大肠杆菌抑制作用影响因素的分析

通过测定在各种条件下Ag(I)对大肠杆菌Escherichia coli的生长的抑制作用,系统分析了各参数对Ag(I)毒性的影响.结果表明:好氧、厌氧状态下,Ag(I)对E.coli的抑制能力基本相同;在LB培养基、氨基酸基本培养基和标准基本培养基中Ag(I)开始抑制E.coli生长的浓度差异较大,分别为10、0.5、0.1μmol/L; LB组分中的酵母粉的加入完全消除了Ag(I)对E.coli的抑制作用;此外,菌体浓度越高抑制其生长所需的Ag(I)浓度也越高.因此Ag(I)对E.coli生长的抑制作用与氧化应激无关,而与培养基种类、培养基组分及菌体浓度高度相关.     

两种典型细菌的生长和氧化应激酶对邻苯二甲酸二丁酯的响应

邻苯二甲酸二丁酯(Di-n-butyl phthalate,DBP)是一种广泛存在于环境中的有机污染物,对环境构成严重威胁,现已被中国环境监测中心列入优先控制污染物名单。本研究从黑土中分离出两种典型细菌B.subtilis D13和E.coli Q5,以液体培养法接种于添加不同质量浓度(0、5、10、20、40、80 mg·L~(-1))DBP的LB培养基中,测定两种菌株的生长曲线;以分光光度法测定其氧化应激酶系对DBP胁迫的应答反应。结果表明,(1)DBP污染可抑制细菌生长,在对数生长期抑制作用显著,但随着污染时间的延长,B.subtilis D13菌株生长量呈恢复趋势,抑制作用减缓;DBP污染对E.coli Q5的抑制作用更为显著,且菌株生长未出现恢复趋势。(2)经DBP培养,6 h时两种菌株的抗氧化应激酶对污染出现应答反应,SOD活性随着污染物浓度的升高而增加。(3)两种细菌的CAT、GST活性与SOD活性的变化趋势基本一致,酶活呈现DBP低浓度诱导而高浓度抑制的趋势。实验结果可为进一步研究DBP对微生物的生态毒理效应提供理论基础。     

邻苯二甲酸二甲酯对典型细菌生长和氧化应激酶系的影响

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)是一种在环境中广泛存在的有毒有机化合物,已被中国列为优先控制污染物之一。为研究邻苯二甲酸二甲酯(DMP)对典型细菌的影响,将Bacillus subtilis B19(G+)和Escherichia coli K12(G-)暴露于含不同浓度DMP(0,5,10,20,40和80 mg·L-1)的培养基中,监测它们的生长状态以及氧化应激酶系的变化。结果表明:DMP能抑制细菌生长,且其抑制作用随DMP的浓度增大而增强。在相同的实验条件下,DMP对Escherichia coli K12的抑制作用比Bacillus subtilis B19更为显著,且会使菌体的长度增加。随着DMP浓度的逐渐增高,菌体内的SOD、CAT和GST的活性也随之上升。这一现象表明菌体内的ROS浓度有所升高。通过观察DMP的作用浓度及对时间的效应过程,发现菌体内的酶活性呈现低浓度促进,高浓度抑制的趋势,并伴随出现氧化应激反应,该研究结果为进一步研究DMP对微生物的影响提供了重要基础。     

基于luxAB标记菌株的发光定量分析及其在镉毒性检测方面的应用

以E.coli(pHN102)为研究对象,探讨了luxAB标记菌株的发光定量方法以及影响其发光测定的相关因素.结果表明,该标记菌株在癸醛诱导发光后存在动态变化的发光曲线,发光强度随时间变化先升后降.增大癸醛浓度会提高发光强度,当癸醛浓度达到1%时出现最大发光值;供试菌株在35℃和pH6条件下的发光强度最大,与E.coli的最适生长条件相一致.应用此标记菌株检测镉(Cd)毒性,其相对发光度与Cd浓度存在负相关,线性回归分析可达到1%显著水平.Cd在LB培养基、M9培养基和水中的EC50值分别为4.27mmol/L、34.8mmol/L和62μmol/L,说明Cd在水介质中的毒性远大于在LB、M9培养基中的毒性.图6表2参16     

一株中度嗜盐菌Halomonas sp.NY-011的耐盐特性及机理

对本实验室分离到的一株中度嗜盐菌Halomonas sp.NY-011的耐盐特性和耐盐机理进行了初步研究.NY-011在LB培养基中最大能耐受260g/LNaCl浓度,在M63培养基中能耐受大于150g/LNaCl浓度.Cl-的缺少对NY-011的耐盐生长有明显抑制,K+较Li+和Mg2+更适合于为NY-011提供内部渗透压力.NY-011通过在胞内积累K+、游离氨基酸及其他相容性溶质对抗胞外渗透压力.NY-011胞内相容性溶质组成随培养基NaCl浓度变化而变化,四氢嘧啶是最主要的组成成分,含量随培养基NaCl浓度增加而增加,120g/LNaCl时浓度可达到71.5mg/g干重.NY-011还可吸收胞外的四氢嘧啶和甜菜碱以平衡外界高渗透压.随着培养基中NaCl浓度的提高,NY-011菌体蛋白的合成受到明显抑制.图5表2参24     

生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

丁草胺污染对高产水稻土微生物区系的影响

土壤微生物多样性是表征土壤质量最有潜力的指标,与农田生态系统的稳定性和生产力密切相关。云南永胜涛源乡是保持我国水稻小面积超高产纪录的特殊生态区,常年施用丁草胺作为选择性芽前除草剂,因此,了解丁草胺对其土壤微生物物种多样性的影响意义重大。采用平板菌落计数法,研究了模拟条件下不同丁草胺剂量（有效成分质量分数0.15、0.30和1.5 mg·kg^-1）对高产水稻土中好氧细菌（aerobic bacteria）、放线菌（actinobacteria）和真菌（fungi）,以及功能微生物自生固氮菌（nitrogen fixing bacteria）、磷酸盐溶解菌（phosphate solubilizing bacteria）和硅酸盐细菌（silicate dissolving bacteria）数量的影响。结果表明：施药7 d,中、高质量分数（0.30和1.50 mg·kg^-1）丁草胺处理好氧细菌数量比CK分别高出78.6%和153.8%,而后数量逐渐下降,表现出先刺激生长、后抑制活性的作用,低质量分数（0.15 mg·kg^-1）丁草胺对好氧细菌的生长和增殖影响不明显;施药7 d,高质量分数处理放线菌数量超过CK 75.1%,表现出明显的刺激作用;施药15 d,中等质量分数处理放线菌数量比 CK 高出125.0%,丁草胺浓度越高,刺激作用越迅速,低浓度丁草胺对放线菌则主要表现为抑制作用。低浓度丁草胺对真菌的生长和增殖基本没有影响,中等浓度有先抑制后刺激的作用,施药30 d后其真菌数量超过CK 56.9%,高浓度丁草胺则表现为抑制作用,施药7、30和45 d其真菌数量始终显著低于CK;不同浓度处理丁草胺均能刺激自生固氮菌的数量显著增加,施药7 d,低、中、高质量分数处理自生固氮菌数量分别高出CK 237.1%,179.9%和138.1%,刺激作用显著,但随培养时间延长,高浓度开始表现出抑制作用;不同浓度丁草胺均能抑制磷酸盐溶解菌的生长和增殖,低浓度处理抑制作用微弱,中、高浓度处     

金黄色葡萄球菌的演相培养及A蛋白的提取

对金黄色葡萄球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓａｕｒｅｕｓ）ＣｏｗａｎⅠ的培养及Ａ蛋白提取工艺进行了优化研究．结果表明：在培养基中分别增加牛肉膏和蛋白陈的含量，有利于提高菌体生物量及Ａ蛋白的得率；少量酵母浸膏及葡萄糖对生物量及Ａ蛋白得率有促进作用，但当达到一定浓度时则会产生基质抑制作用；恒定培养过程的ｐＨ值有利于Ａ蛋白得率的增加，０．０３（）／ｍｉｎ通气量、搅拌速度２００ｒ／ｍｉｎ是能满足菌体生长的条件．根据Ａ蛋白耐热性强这一特性，采用加热法除去大部分杂质，然后用ＩｇＧ－琼脂糖凝胶亲和层析实现了Ａ蛋白的提纯．     

亚抑菌浓度氟苯尼考作用下质粒pSD11对大肠杆菌适应性的影响

通过分析cfr阳性质粒pSD11对大肠杆菌的适应性影响,并测定氟苯尼考对携带质粒pSD11的大肠杆菌MG1655(Escherichia col MG1655)的最低筛选浓度(MSC),评价亚抑菌浓度氟苯尼考作用下多重耐药基因cfr在大肠杆菌中的持续存在和扩散传播的风险.通过电转化的方法将质粒pSD11导入模式菌E.coli MG1655中,获得耐药菌株E.coli MG1655/pSD11.通过测定生长曲线,比较无抗生素作用下耐药菌株E.coli MG1655/pSD11与同源敏感菌株E.coli MG1655的生长动力学参数,评价质粒pSD11对宿主菌适应性的影响.并通过比较分析不同亚抑菌浓度(0.031 25,0.062 5,0.125,0.25,0.5,1.0和2.0μg/mL)氟苯尼考作用下的生长速率,测定氟苯尼考对携带质粒pSD11的宿主菌最小筛选浓度(MSC).携带质粒pSD11的耐药菌E.coli MG1655/pSD11的延滞时间(2.853 3±0.031 8 h/λ)相对于同源敏感菌E.coli MG1655极显著延长(2.825 3±0.024 4 h/λ),且世代时间也显著延长(分别为:1.705 7±0.006 4 h/G和1.526 9±0.007 8 h/G).氟苯尼考对耐药菌E.coli MG1655/pSD11的MSC为0.042 5μg/mL约为相应敏感菌的MICsus的1/100.本研究表明携带cfr基因的质粒pSD11在无抗生素选择下对宿主菌有明显的适应性影响,但是在极低的氟苯尼考浓度的作用下存在选择优势,能够平衡适应性成本使宿主菌得到富集与传播,以期为对该质粒在环境中的传播风险评估及氟苯尼考的临床应用提供的参考.(图2表2参18)     

北黄海近岸海域磺胺类抗生素及其抗性Escherichia coli分布

致病菌耐药性的增加和扩散目前已成为全球公共安全问题,为提供解决该问题的重要理论数据,在我国北黄海近岸海域采集排污口、海水养殖区和海滨浴场等水样和沉积物样品,利用HPLC-MS/MS分析水体样品中14种磺胺类(SAs)抗生素浓度含量,同时根据EPA方法(Method 1604)对水和沉积物中Escherichia coli(E.coli)和磺胺抗性E.coli(Re-E.coli)总量进行测定,计算出E.coli磺胺抗性水平,进而探讨该区域水体中E.coli磺胺抗性率与磺胺类抗生素浓度含量的相关性以及E.coli磺胺抗性菌株的分布特点及来源.结果显示,北黄海近岸海域水体中抗生素检出浓度差异性较大,磺胺浓度含量范围为ND-584.32 ng/L;E.coli和Re-E.coli每100 mL总量范围在27×104-5.5×104和8×104-1.6×104株,在每克沉积物中分别为0-1 363和0-320株;E.coli磺胺抗性率范围为18.18%-66.91%.研究表明,E.coli磺胺抗性率与磺胺类抗生素浓度含量存在显著相关性(P=0.846),说明环境残留抗生素可诱导抗性微生物;E.coli和Re-E.coli分布和抗性水平显示,抗性基因之间存在水平转移,且其主要来源是渔业养殖.     

零价纳米铁对大肠杆菌的毒性效应

以大肠杆菌为研究对象,通过检测尺寸为20 nm的零价纳米铁暴露下大肠杆菌形貌、生长曲线和细胞内酶活性的变化,研究了零价纳米铁对大肠杆菌的毒性效应,并探讨了其可能的毒性机制.用透射电镜(TEM)观察零价纳米铁与大肠杆菌(JM109)接触后细胞的形态变化;用0、112、560和1 120 mg·L-1的零价纳米铁染毒大肠杆...     

Silver nanoparticle antimicrobial activity explained by membrane rupture and reactive oxygen generation

Silver nanoparticles are widely used as antimicrobial compounds based on empirical observations. However, there is few knowledge on the mechanism ruling the antimicrobial activity and toxicity of Ag nanoparticles. Here, we investigated this mechanism. Nano-Ag was synthesised by thermal co-reduction. Mutagenicity analysis was performed using Salmonella typhimurium histidine auxotrophic strains TA 98 and TA 100 at nano-silver concentrations of 100 to 500 µg per plate. Dose-dependent analysis for reactive oxygen species generation has been performed using 2,7-dichlorofluorescein diacetate dye. Membrane integrity has been analyzed at 260 nm, before and after treatment. We also used scanning electron microscopy, membrane permeabilization test, and superoxide formation determinations. Results show that the average particle size of Ag nanoparticle is 60.4 ± 3.8 nm. The minimum inhibitory concentration of Ag nanoparticles for E.coli is 30 µg/mL; the minimum bactericidal concentration is 40 µg/mL. Ames mutagenicity tests showed negative results, which may be explained by the antimicrobial activity of nano-silver. Bacterial inner wall were indeed ruptured, and cytoplasmic content was released after 5 min of treatment in a dose-dependent manner. We thus propose that reactive oxygen generation and alteration of membrane integrity and permeability are the major mechanism of antimicrobial activity of nano-silver.     

溶藻菌发酵液及其溶藻产物的生物急性毒性试验

应用发光细菌（Photobacteriumphosphoreum）急性毒性试验,研究了溶藻菌（Streptomycessp．HJC-D1）发酵液及其对铜绿微囊藻（Microcystisaemgmosa）抑制产物的生物急性毒性。结果表明,溶藻菌发酵液本身对发光细菌具有一定的低毒性,发酵3-5d时其相对发光度为（67．59％1：3．11％）-（72．35％±2．76％）;体积分数5％的溶藻菌发酵液可有效抑制初始质量浓度高达（O．1483±0．0032）mg-L-1的铜绿微囊藻生长,其抑藻率达85％以上,且藻液毒性明显低于对照组;以微囊藻毒素为主要溶藻产物进行毒性试验发现,其半抑制质量浓度为1096．92μg·L-1,水体藻毒素质量浓度低于20μg·L-1时其生物毒性较低。     

多环麝香对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应

为探讨多环麝香对土壤动物的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为供试生物,采用滤纸接触法与自然土壤法,考察了吐纳麝香(AHTN)和佳乐麝香(HHCB)对蚯蚓的急性和亚急性毒性效应。结果显示,滤纸法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的急性经皮毒性为中等毒性,对蚯蚓的48h-LC_(50)分别为20.76和11.87μg·cm~(-2),而自然土壤法测得的AHTN和HHCB对蚯蚓的14d-LC_(50)分别为436.3和392.4μg·g~(-1),2种多环麝香皆属低毒物质。HHCB对蚯蚓的急性毒性大于AHTN,但2种毒性测定方法中不同的染毒介质和毒性作用途径使AHTN和HHCB的急性毒性等级的界定有所差异。AHTN和HHCB对蚯蚓繁殖率的抑制作用较对生长速率更为明显,2种多环麝香对蚯蚓繁殖率的无可见效应浓度(NOEC)均为30μg·g~(-1),最低可见效应浓度(LOEC)均为50μg·g~(-1)。研究表明,蚯蚓繁殖率可作为一种潜在的生物标志物,用于监测或表征土壤中多环麝香的污染水平及其亚急性毒性效应。     

城市污泥中重金属镉对苏云金杆菌发酵的影响机制

为揭示苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）富集重金属的可行性,考察重金属对Bt发酵的影响,以生物毒性较大的重金属镉（Cd）为研究对象,以城市污泥为培养基,研究了添加Cd（II）对Bt生长和晶体蛋白合成的影响,分析了Bt发酵过程中Cd有效态质量浓度的变化,利用傅立叶红外光谱（FTIR）和X线光电子能谱（XPS）初步探讨了Cd（II）在Bt表面吸附的作用机制。结果表明：培养基中外加Cd（II）对Bt生长的影响主要取决于Cd有效态质量浓度,污泥培养基在支持Bt生长和降低重金属有效态质量浓度上均明显优于常规培养基;Bt对Cd（II）有较好的耐受性,当Cd有效态质量浓度在20 mg.L-1以下时,Bt能较好地完成生长代谢过程;光谱学分析表明Bt对Cd（II）有少量吸附,吸附位点主要为羟基,少量C=O基团也可与吸附反应,可有效降低重金属的生物有效性。     

麻疯树对铅胁迫的生理耐性研究

通过盆栽试验研究土壤中不同浓度（0、200、400、800、1 600和3 200 mg.kg-1）Pb胁迫对麻疯树生长、Pb吸收及相关生理指标的影响。结果表明,当土壤w（Pb）≥800 mg.kg-1时,麻疯树生长受到明显抑制;麻疯树植株不同部位Pb含量随土壤Pb浓度的升高而增加,且各部位Pb含量从高到低依次为根、叶和茎;当土壤w（Pb）≥800mg.kg-1时,麻疯树叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,以及可溶性糖、脯氨酸和酸溶性巯基（SH）含量均显著提高,而谷胱甘肽（GSH）含量仅在土壤w（Pb）为3 200 mg.kg-1时才显著增加;可溶性蛋白质含量随Pb浓度的增加呈倒＂W＂型变化,当土壤w（Pb）为400 mg.kg-1时,其含量最大;上述生理指标的变化可缓解重金属Pb对麻疯树的毒害。主成分分析结果表明Pb胁迫处理的聚类结果与各处理麻疯树生物量及生理指标的变化规律相吻合,POD活性和可溶性糖含量对缓解重金属Pb毒害的贡献较大。可见,麻疯树在Pb污染土壤修复中具有一定的应用前景。     

生石灰对福寿螺的毒性效应研究

通过室内毒性试验,探索了生石灰对不同大小福寿螺的毒性效应。试验中将福寿螺按照壳高（H）分为小螺（5 mm≤H〈15 mm）、中螺（15 mm≤H〈25 mm）、大螺（25 mm≤H〈35 mm）和超大螺（35 mm≤H〈45 mm）,结果表明：（1）生石灰的控螺效应显著,尤其是对中小福寿螺具很强的抑制和杀灭作用;生石灰处理6 d,除了最低质量浓度0.05 g.L-1处理造成35%死亡率,其他处理死亡率均在70%以上,其中0.20、0.50、1.00和2.00 g.L-1处理中超过90%的福寿螺死亡。（2）生石灰对不同大小福寿螺的半抑制质量浓度（24 h）大小顺序为超大螺〉中螺、大螺〉小螺,半致死质量浓度（24 h）大小顺序为超大螺〉大螺〉中螺〉小螺;（3）生石灰对福寿螺的毒性以抑制效应为主,生石灰对福寿螺的平均半抑制质量浓度为0.06～0.22 g.L-1,低于平均半致死质量浓度0.11～1.09 g.L-1;（4）0.50 g.L-1和2.00 g.L-1质量浓度的石灰处理12 h后,福寿螺鰓组织SOD酶活性呈极显著下降,分别为对照的33%和38%。研究表明,生石灰可用于防治入侵生物福寿螺,在实践中可部分替代杀螺剂的使用。     

制革废水处理系统各级出水的生态毒性评价

采用生态毒理学常用的大型溞（Daphnia magna）和活性污泥（activated sludge）作为试验系统,对制革废水处理系统各个环节出水进行毒性试验,以评价其处理效果。按照OECD标准试验方法,选取本实验室繁殖的大型溞（溞龄小于24 h）,和采自以处理生活污水为主的污水处理厂活性污泥,分别使用重铬酸钾和3,5-二氯酚作为参比物验证大型溞和活性污泥的毒性敏感性。以大型溞活动抑制和活性污泥呼吸抑制作为毒性终点,利用48 h静态试验和3 h曝气试验分别评价水样对于大型溞活动和活性污泥呼吸作用的急性毒性效应。统计各试验组大型溞的活动情况和活性污泥的呼吸速率,分别将其与空白对照组进行比较,计算大型溞的活动抑制率和活性污泥的呼吸抑制率,采用Bliss法统计制革废水处理系统各个环节出水对大型溞和活性污泥的半数抑制浓度（EC50）。结果表明：制革废水依次经过厌氧脱硫反应器、脱色厌氧反应器、微曝气反应器和厌氧氨氧化反应器的生物处理系统处理,其出水对大型溞和活性污泥的急性毒性已大为降低。进水、厌氧脱硫反应器出水、脱色厌氧反应器出水、微曝气反应器出水和厌氧氨氧化反应器出水对大型溞活动抑制试验的48 h-EC50分别为41.3%、32.2%、48.0%、91.2%和无抑制作用;活性污泥呼吸抑制试验3 h-EC50则分别为178.2%、101.5%、689.7%、184.6%和无抑制作用。总体上毒性呈现逐渐降低的趋势,而且大型溞比活性污泥更为灵敏。大型溞和活性污泥的生态毒性结果与化学分析的结果相互补充,可为制革废水处理提供预警和效果评价提供科学依据。     

构建限制性条件下微生物群体生长模型时的问题

Logistic生长模型在表征营养限制性生长条件下微生物群体生长时,遇到了种种困难．该模型未能明确给出微生物群体生长的“延迟期”和“代时”两个重要生长动力学参数,也忽视了方程中参数“r”应为平均生长速率,且不具有内禀生长率性质等诸多生物学特点．采用E．coli ATCC31343,37℃液体摇瓶培养下获得的实验数据,证实了Logistic模型存在的上述局限性．通过对E．coli以葡萄糖和山梨醇共作碳源时,表现出的“二峰生长”曲线与用Logistic方程拟合结果的比较,表明适合度分析（goodness—fit test）不能作为模型是否适合的唯一判据．并对构建微生物群体生长模型的策略进行了讨论．图5参31