气相色谱/质谱(GC-MS)结合自动解卷积与鉴定系统(AMDIS)软件分析镉胁迫对玉米幼苗代谢产物的影响

采用气质联用并结合自动解卷积(AMDIS)技术和保留指数分析了土壤中镉对玉米幼苗的代谢产物的影响.结果确定了39种代谢物,其匹配率大于75%,保留指数在0.3%—1.7%的误差之内;代谢物分析对比结果显示,镉主要通过下调莽草酸途径中的多个代谢物(莽草酸、酪氨酸、奎尼酸和咖啡酸)和三羧酸循环中的苹果酸和柠檬酸以及乳酸、葡萄糖、天冬氨酸、天冬酰胺和3-磷酸甘油等途径影响玉米生长.代谢产物的结果表明,植物表观生长虽然没有受到抑制,但代谢产物已经受到了镉的影响.     

固定化枯草芽孢杆菌发酵生产捷安肽素

采用吸附固定化细胞技术发酵生产捷安肽素.首先对7种不同的吸附性固体载体进行筛选,发现木屑作为载体效果最好;然后通过正交优化实验和单因素实验确定载体木屑的最佳条件为:粒度0.5～0.6 mm,添加浓度10 g L-1发酵液.为避免吸附法固定的菌体细胞从载体上脱落,尝试在木屑固定化细胞体系中加入粘稠剂以增强吸附性能,运用单因素实验确定了粘稠剂的种类和浓度,即为15 g L-1海藻酸钠.最后应用响应面方法优化固定化细胞发酵培养基及培养条件,结果表明:接种量为10%、黄豆粉水解液总氮浓度为1.7 g L-1发酵液、葡萄糖浓度为33.7 g L-1发酵液时捷安肽素的生物效价最大,达到7 282.08 U,比非固定化细胞培养提高了53.9%.图3表7参17     

座壳孢代谢产物的抗菌活性与作用机制

研究了座壳孢(Aschersonia Montagne)分离株Jos009代谢产物的抗菌活性和抗真菌作用机理,并比较了不同培养方式对其代谢产物活性的影响.结果表明,Jos009液体培养的代谢产物有广谱抗细菌(最小抑制浓度从37.5到150μg/mL)活性,发现座壳孢代谢产物具有抗植物病原真菌这一新的生物活性.经扫描电镜观察,该菌代谢产物可直接作用于黄瓜枯萎病病原菌尖镰孢古巴专化型的细胞壁,导致细胞壁降解和坏死.此外,研究表明,液体培养比固体培养更有利于抗菌活性物质的产生.     

四溴双酚A在土壤中的降解转化及残留研究进展

四溴双酚A (tetrabromobisphenol A,TBBPA)是全球生产量最大的溴代阻燃剂,广泛应用于电子产品和塑料等高分子材料的生产中.由于高的亲脂性及环境稳定性,TBBPA在土壤中易于累积.土壤作为污染物主要的汇之一,污染物在土壤中的环境过程和归趋对正确评价污染物的环境风险至关重要.本文综述了土壤中TBBPA在不同氧化还原条件(无氧条件,连续无氧-有氧条件和有氧条件)下、植物(芦苇和水稻)或蚯蚓(Metaphire guillelmi和Eisenia fetida)存在时的降解、矿化、代谢路径、不可提取态残留(non-extractable residues,NERs)形成和稳定性,以及相关微观机理.TBBPA在无氧条件下脱溴降解为双酚A,并稳定地存在于无氧土壤中.有氧土壤中的TBBPA经过甲基化、本位取代,以及烷基链断裂生成多种代谢产物.植物和蚯蚓会改变土壤中TBBPA的归趋,具体表现为明显降低TBBPA矿化,增加甲基化(形成更多甲基醚类代谢产物),减少NERs形成.TBBPA及其代谢产物可以和土壤中有机质以酯键和醚键的方式形成NERs.土壤氧化还原状态的改变会使NERs释放TBBPA及其代谢产物,但水稻根系分泌物添加到土壤中对NERs的释放没有显著影响.未来需要进一步研究TBBPA在土壤中转化的微生物学机制、土壤中NERs的形成机制、在生物体内的转化体制、以及土壤中不同形态NERs和生物体内NERs的稳定性和生物效应等,为全面准确评估TBBPA的环境风险提供科学依据.     

基于质谱的高覆盖代谢组学数据采集策略研究进展及在环境毒理学的应用

代谢组学是分析细胞或生物体中小分子化合物的一门组学科学.代谢组学的目标是尽可能分析特定生物样品中的所有代谢物,实现高覆盖分析.基于质谱的技术促进了组学规模的代谢物检测,成为代谢组学的重要分析平台.质谱数据采集策略的选择对获得全面且高质量的代谢谱图信息至关重要,影响数据采集率进而影响代谢组学的覆盖率.本文全面综述了当前基于质谱的高覆盖代谢组学数据采集策略的研究进展,总结方法的优势和局限,并概述当前代谢组学方法在环境毒理学领域的新应用,最后讨论当前局限并对未来发展做出展望.     

菌株N1的固定化及其在处理混合废水中的应用

采用聚乙烯醇(PVA)与海藻酸钠(SA)复配的混合载体对前期研究分离得到的一株多底物硝基苯降解菌N1进行了固定化研究.确定10%PVA和3%SA为最优的混合载体配比,获得了高硝基苯降解率及优良机械强度等性能兼顾的固定化细胞.与游离态细胞相比,固定化细胞具有更高的硝基苯降解效率、更强的高盐度环境耐受性和更宽的pH适应范围.在处理硝基苯与苯胺混合废水时,固定化细胞受到苯胺的影响比游离细胞小.在连续10轮的降解试验中,固定化细胞表现出稳定的硝基苯降解能力,显示其具有较好的应用前景.     

Fe_3O_4@SiO_2-CHO共价固定脂肪酶条件的响应面优化及固定化酶催化生产生物柴油

生物柴油是一种可再生且环保的化石燃料的替代品,研究固定化酶生产生物柴油对解决石化燃料耗尽和环境保护具有重要意义.将制备的纳米材料Fe_3O_4@SiO_2-CHO与伯克霍尔德氏菌脂肪酶以共价交联的方式固定,通过响应面法(RSM)优化其固定化的条件,然后以固定化酶催化橄榄油生产生物柴油,并对影响生物柴油制备的因素进行优化,最后通过GC-MS检测转酯产物的成分.结果表明:在加酶量30.22 m L、戊二醛浓度2%、固定化温度40℃、固定化时间4 h时得到最大的固定化脂肪酶酶活和固定化效率,分别为10 038 U/g和96.9%.然后以此最佳条件制得的固定化酶催化制备生物柴油,得到最优条件为加酶量1.5 g、醇油比4:1、反应温度30℃、反应时间4 h.最后用GC-MS分析所得产物,得到最大转酯效率为98.84%,且固定化酶重复转酯10次后,转酯效率仍可达90%.本研究获得的Fe_3O_4@SiO_2-CHO固定化酶不仅能在短时间内催化得到很高的生物柴油产量,且易回收、可重复使用、生产成本大大降低,是工业化生产生物柴油的一种高效环保的生物酶催化剂.     

甲壳类水产品中氨基脲的测定和来源分析

氨基脲（Semicarbazide,SEM）是呋喃西林的代谢产物,硝基呋喃类药物常被认为具有致癌性和基因毒性.由于原药在动物体内迅速分解,而代谢物与蛋白紧密结合,形成稳定的残留物质,所以各国规定动物源性食品中硝基呋喃药物残留必须检测代谢物.欧盟对动物源性食品中氨基脲残留的限量（MRPL）要求为1.0μg.kg-1,其它一些国家对其限量要求达     

基于1H NMR的代谢组学方法研究F-53B暴露对大鼠血清代谢表型的影响

氯化多氟醚磺酸盐(chlorinated polyfluorinated ether sulfonic acids,F-53B)是全氟烷基磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)的替代品.大量毒理学实验证明F-53B具有类似PFOS的生物持久性及毒性,但目前国内外尚未报道过关于F-53B的生物代谢扰动机制研究.本研究基于¹H-NMR分析了F-53B(50μg·kg^-1·d^-1)暴露28 d后的大鼠血清代谢扰动情况,结合多元统计分析,分析相关差异代谢物和代谢通路变化.暴露组检测到17个差异代谢物,主要包括氨基酸代谢物和碳水化合物代谢物.3条氨基酸代谢通路受到显著影响,包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,组氨酸代谢,苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸生物合成.糖代谢和脂质代谢受到影响.研究结果表明大鼠暴露于F-53B后可能会影响血清的氧化应激反应,引发炎症,心血管疾病,糖尿病和高血压,引起神经毒性且抑制大脑发育.本研究对F-53B暴露产生的代谢扰动进行深入且全面的探究,为评估F-53B的健康风险提供了科学依据...     

对二氯苯的毒理学研究进展

对二氯苯是一种含卤素的挥发性有机污染物,是钢铁烧结烟气中的主要芳烃类化合物之一.该化合物也是合成药物、人造树脂及精细化学品的重要原料,可用于制备家用防蛀防霉剂.对二氯苯挥发性较强,可通过大气传输,已经广泛出现在人和动物的食物链中,对于人体和生态环境具有潜在的危害.体外毒理学研究证实,对二氯苯主要是通过线粒体凋亡途径引起细胞损伤.对二氯苯不具有遗传毒性,其致突变作用仍需进一步研究.体内毒理学研究表明,对二氯苯会引起肝脏和神经系统的损害,并且会出现抽搐、贫血、厌食和皮肤色素沉积等一系列症状,对人致癌的证据不充分.活体动物的研究表明,在大剂量灌胃条件下,对二氯苯可诱发动物的肝细胞增殖,并可能引发肿瘤.当小鼠暴露于极低浓度的对二氯苯时,小鼠海马神经元中相关的基因表达被强烈抑制.对二氯苯在哺乳动物体内的Ⅰ相代谢产物主要是2,5-二氯苯酚,Ⅱ相代谢产物为2,5-二氯苯酚的硫酸盐和葡萄糖醛酸等形式.在代谢中产生的环氧化物和二氯氢醌中间体是该化合物体内毒性的来源之一.对二氯苯生态毒性研究表明,对二氯苯对环境中的动植物具有毒害作用.低浓度的对二氯苯会抑制植物根际微域土壤脱氢酶和脲酶活性,而高浓度的对二氯苯则表现为促进作用.对二氯苯可以通过抑制细胞生长的G1期来抑制植物细胞分裂,从而影响植物的生长.本文综述了对二氯苯在体内外的毒性、代谢转化及生态毒理效应,为对二氯苯的污染控制及毒害作用的阻控研究提供依据.     

基于斑马鱼毒理基因组学的化学品测试技术研究进展

大量缺乏毒性信息的化学品最终进入环境水体,对人类及生态生物产生潜在的危害与风险。提高化学品生物毒性测试与评估技术的通量和效率,是实现毒害化学物质环境与生态健康风险防控的关键。作为一种可以实现高通量测试的脊椎动物模型,斑马鱼胚胎测试在化学品的毒性评估中应用广泛。随着组学技术的发展,毒理基因组学可有效提取毒害化学品致毒过程中干扰生物学通路的信息。这些机制信息可用于对单物质或复合污染物生物毒性的筛选和预测。本文综述了不同斑马鱼胚胎测试技术在化学品毒性筛选评估管理与水环境复合污染毒性监测中的发展和应用,详细介绍了一种新型斑马鱼胚胎简化转录组学技术的方法流程和优势,并探讨了综合斑马鱼胚胎毒性测试、行为分析和组学等不同测试技术在化学品毒性测试、环境监测与评价中的应用前景。     

对苏南地区城市化过程中环境问题的思考

对苏南地区城市化的特征和城市化过程中出现的环境问题进行了分析，指出城市化发展的必由之路是实行可持续发展，提出了该地区为实现可持续发展必须做到５个协调     

河西走廊中部荒漠植被的生态学研究

根据对河西走廊中部荒漠植被的调查，对荒漠植被进行了分类及生态学描述，重点讨论了荒漠植被对改善河西走廊中部农村生态环境的作用，提出了保护和利用荒漠植被的措施及改善生态环境的途径。     

21世纪可替代脊椎动物进行生态毒性测试的方法：过去二十年的发展和现状综述

替代脊椎动物进行化学物质和污染物危害评估的方法已成为越来越重要的需求。现在首先要考虑的是当启动一个脊椎动物生态毒性测试,必须确保不必要的脊椎动物生物的使用尽可能最小化。对于一些监管目的,脊椎动物的使用对环境风险评估(ERA)已经被禁止,而在其他情况下生物测试的数量已经大大减少了,或者测试程序严格精简了。然而,想要获得能够完全替代脊椎动物提供环境危害数据的方法仍有很长的路要走。动物替代品的发展不仅仅是基于道德的考虑,也可以降低执行脊椎动物生态毒性测试的成本以及在某些情况下能够提供更好的信息旨在改进环境风险评估。本文集中综述了在过去的几十年里生态毒性评估替代方法所发生的重大的进展。
精选自Adam Lillicrap, Scott Belanger, Natalie Burden, David Du Pasquier, Michelle R. Embry, Marlies Halder, Mark A. Lampi, Lucy Lee, Teresa Norberg-King, Barnett A. Rattner, Kristin Schirmer, Paul Thomas. Alternative approaches to vertebrate ecotoxicity tests in the 21st century: a review of developments over the last two decades and current status. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 11, pages 2637–2646, November 2016. DOI: 10.1002/etc.3603
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3603/full
     

Chitosan nanoparticles preparation and applications

Shell fish processing industry is very common in coastal areas. While processing, only the meat is taken, the head and shells are discarded as waste. On an average, the sea food industry produces 80,000 tons of waste per year. The sheer amount of waste makes degradation a slow process causing accumulation of waste over a period of time. A very simple and effective solution to this environmental hazard is the recycling of shell waste to commercially viable products like chitin. Chitosan is the N-acetyl derivative of chitin obtained by N-deacetylation. Chitosan is widely used in food and bioengineering industries for encapsulation of active food ingredients, enzyme immobilization, as a carrier for controlled drug delivery, in agriculture as a plant growth promoter. Chitosan is also a defense elicitor and an antimicrobial agent. Chitosan has interesting properties such as biodegradability, biocompatibility, bioactivity, nontoxicity and polycationic nature. This review presents structural characteristics and physicochemical properties of chitosan. The methods of preparation of chitosan nanoparticles are detailed. Applications of chitosan nanoparticles are discussed. Applications include drug delivery, encapsulation, antimicrobial agent, plant growth-promoting agent and plant protector.     

Fully integrated approach: an alternative solution of coupling a GIS and diffuse pollution models

As a tool for management, query, visualization and analysis of spatially referred information, GIS has been recognized as a method to aid the modeling of diffuse pollution and visualize the results in a spatial context. A common question in integrating diffuse pollution models and GIS is to choose a suitable coupling approach, in which the feature of diffuse pollution models should be taken into account. In this paper, we report on our experience in coupling a distributed diffuse pollution model with a GIS. A prototype of fully integrated system is developed in this paper. This system has high flexibility, extendibility and great data management efficiency. Differences in applicability of loose coupling, tight coupling and fully integrated approaches are addressed. It is concluded that the fully integrated approach can avoid tanglesome data exchange and routine execution and more robust than loose and tight coupling approaches and is suitable for distributed diffuse pollution modes.     

Ecosystem services as a counterpart of emergy flows to ecosystems

A generic input-state-output scheme has been used to represent ecosystem dynamics. Systemic approaches to ecosystems use functions that are based either on inputs, state or outputs of the system. Some examples of approaches that use a combination of functions have been recently proposed. For example the use of eco-exergy to emergy flow can be seen as a mixed input-state approach; more recently, to connect the state to the output of the ecosystem, the relation of eco-exergy and ecosystems services has been proposed. This paper studies the link between the useful output of an ecosystems and its input through the relation between ecosystem services and emergy flow, in a kind of grey/black box scheme (i.e., without considering the state and the structure of the ecosystem). No direct connection between the two concepts can be determined, but identifying and quantifying the emergy flows feeding an ecosystem and the services to humans coming from them facilitate the sustainable conservation of Nature and its functions. Furthermore, this input-output relation can be established in general by calculating the ratio of the value of the ecosystem services to the emergy flow that supports the system. In particular, the ratio of the world ecosystem services to the emergy flow supporting the entire biosphere has been calculated showing that, at least at the global level, Nature is more efficacious in producing “money” (in form of ecosystem services) than economic systems (e.g., national economies and their GDP).     

基于国际经验的环境和健康风险管理框架的构建(International-Based Development of Risk Management Framework for Environmental and Human Health Risks)

通过对欧洲国家及澳大利亚、新西兰所使用的风险评价与风险管理方法的全面回顾和综合分析,探讨了各种不同方法的异同及利弊,辨识了环境和人类健康风险的有效、通用和综合方法中所遵循的决策清单.根据先进国家的经验,提出了构建中国环境风险管理的标准、结构及流程,以期为我国环境风险管理提供决策支持.     

论生态农业试点县建设中的若干关系

经过二年多的努力，全国生态农业试点县建设已取得了巨大成绩，但在发展过程中尚有一些问题需妥善解决，一些关系需要正确处理。本文结合中南片生态农业试点县建设的实际，对建设过程中应注意的几个关系和问题进行了论述     

Emergy and emergy algebra explained by means of ingenuous set theory

Emergy is an important concept that has originated several effects in ecology, systems ecology and sustainability science. Its communication, however, has always presented several problems, since it does not follow the same rules of conservation as other energy-based approaches. Attempts have been made to clarify emergy by means of more formal/mathematical approaches, but the problem persists. In this paper, we have introduced a view of emergy and of its algebra based on ingenuous set theory. By means of this simple tool, emergy can be defined as the set of solar exergy that is directly and indirectly necessary to make a product. The operation that correctly sums the emergy “carried” by the inputs to a process is the union. This definition and the operation of union are able to account for all the rules of emergy algebra.