土壤种子库研究的几个热点问题

土壤种子库是指存在于土壤表层凋落物和土壤中全部活性种子的总和。土壤中有活性的种子是植物群落的一部分,是新植株的来源。土壤种子库可以分为瞬时土壤种子库和持久土壤种子库。随着群落生态学的发展,土壤种子库的研究已经成为植物生态学重要的一部分,研究内容主要包括:(1)土壤种子库的组成和分布;(2)土壤种子库的动态;(3)地上植被与土壤种子库的关系;(4)干扰对土壤种子库的作用;(5)土壤种子库在生态恢复中的作用。文章在对目前土壤种子库的研究方法、主要研究内容方面总结的基础上,认为土壤种子库在合适的干扰作用下对退化生态系统的恢复以及植被更新发挥重要的作用,同时需进一步加强对这一过程中种子萌发、幼苗建立限制因素的研究。     

苯并芘和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯复合暴露对稀有鮈鲫的内分泌干扰效应研究

为评价典型有机污染物共存情况下对长江上游三峡库区特有珍稀鱼类的环境风险,以稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为对象,研究了多环芳烃和酞酸酯的代表物苯并芘(BaP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)单独及复合暴露而引起的内分泌干扰效应。将成年稀有鮈鲫暴露于不同浓度的BaP(0.1、1μg·L~(-1))、DEHP(10、100μg·L~(-1))和BaP+DEHP((0.1+10)、(1+100)μg·L~(-1))中28 d后,测定了体质系数、性激素含量、下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴和肝脏中与生殖相关基因的表达。结果表明:在雌鱼中,单独BaP或DEHP暴露对鱼体性激素含量、基因表达量无显著影响; BaP和DEHP复合暴露时,高浓度组睾酮(T)含量升高但雌二醇(E2)含量下降,fsh、vtg、 cyp17和17β-hsd基因表达量上调,cyp19a则下调,表现出协同毒性。因而雌鱼中性激素水平的改变可能与类固醇合成相关基因表达量的改变有关。而无论在单独暴露或是复合暴露情况下,对雄鱼体内性激素无显著影响。以上检测到的激素或基因表达量的改变主要发生在高剂量的复合暴露组中,而长江上游三峡库区水体中多环芳烃和酞酸酯含量低于暴露的最低浓度,因此推测,库区存在的多环芳烃和酞酸酯同时作用时不会对三峡库区上游水体中的鱼类产生生殖内分泌干扰效应。     

污水中内分泌干扰物的去除技术研究进展

内分泌干扰物(EDCs)在水环境中广泛存在,对生物体生存和繁衍危害巨大,是改善水质、保障生态安全的一个世界性环境问题.对于污水中EDCs的去除,常用的方法包括物理方法、高级化学氧化和生物降解.物理方法主要包括活性炭法和膜分离技术,这2种技术对EDCs具有较好的去除效果,但活性炭的吸附能力随着运行时间的增长和EDCs浓度的增加而减弱,而膜分离技术对EDCs的去除效率受EDCs的物化属性和膜本身特性等因素的影响;高级化学氧化法降解EDCs的关键是氧化剂的选择,氯化去除EDCs易产生副产物,相比而言O3、UV/H2O2和其它联合技术对EDCs的去除效果更明显;生物降解从EDCs的去除率、运行条件和评价方法方面进行了分析,在化学沉降法、活性污泥法和滴流生物滤器3种工艺中,活性污泥法对EDCs的去除效率最高,生物降解EDCs的效果主要受处理工艺类型、水力停留时间、泥龄、温度、溶解氧等因素的影响,由于化学分析的局限性,结合生物测试的方法来评价EDCs的去除效果将更为全面;最后结合实际对各种技术的应用前景进行了分析和展望,相比其他技术而言生物处理技术有一定的优势,以生物单元为主体的综合处理过程将成为未来去除EDCs最经济实用的方法,而结合化学分析和生物测试来综合评价EDCs的去除效果也将成为研究的重要的评价手段.     

核受体超家族及其酵母双杂交检测技术

环境污染物的内分泌干扰问题近年来引起了极大的关注,大量研究证实:核受体是内分泌干扰的重要作用位点.论文在总结国内外相关研究基础上,对生物体内核受体超家族的组成、结构特征、作用模式进行了概括总结;对环境内分泌干扰物干扰核受体超家族最新研究进展给予了评述;对酵母双杂交检测技术的原理及其在核受体超家族和环境内分泌干扰效应研究中的应用进行了探讨,指出应将酵母双杂交检测技术与核受体超家族研究相结合,建立成组重组核受体基因双杂交酵母体系,应用于多种内分泌干扰效应和作用机制的系统研究.     

酚类化合物对不同组织细胞DNA损伤的研究

应用单细胞凝胶电泳技术 ,研究了酚类化合物对不同组织细胞DNA的损伤 .试验结果表明 ,酚类化合物均能引起不同组织细胞不同程度的DNA损伤 ,并呈现剂量效应关系 .其高剂量组与对照组相比 ,均有极显著性差异 (P <0 0 1 ) .不同组织细胞对同一种药物呈现出不同的敏感性 .酚类化合物遗传毒性效应与其结构密切相关     

基于RNA干扰的家蝇几丁质酶2的幼虫转录组测序

几丁质酶是昆虫几丁质降解过程中的重要酶类,在昆虫整个生长发育过程中发挥着重要作用.为筛选及挖掘与防治有害医学昆虫相关的分子靶标,根据家蝇几丁质酶2(Musca domestica chitinase 2,MdCht2)基因序列设计并合成双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA),采用微量注射法向家蝇2龄幼虫导入dsRNA,对对照组及干扰组的样本进行转录组测序,筛选差异表达基因,进行GO(gene ontology)功能注释和KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析.结果显示,注射dsRNA 24 h后,幼虫MdCht2 mRNA的表达显著下降,提示导入的dsRNA干扰了MdCht2的表达.经转录组测序,与对照组相比,显著差异基因共213条,其中78条基因为上调表达,135条基因为下调表达.随机选取8条显著差异基因通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行验证,该结果与转录组结果趋势一致.根据功能注释发现这些差异基因与生长发育、脂类代谢、免疫调控等途径相关.本研究通过RNA干扰和转录组测序技术处理家蝇获得大量差异基因,结果可为后续几丁质酶相关基因的挖掘和鉴定及功能研究提供一定的数据基础.(图7表4参46)     

双酚B对斑马鱼性别分化的影响及作用机制

双酚A(bisphenol A,BPA)是一种典型的内分泌干扰物,双酚B(bisphenol B,BPA)作为其替代物,使用量逐渐增多.一些研究表明,BPB也具有内分泌干扰效应,但是其对鱼类性别分化的影响尚无报道.本文将斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的BPB中至受精后60 d(days post fertilization,dpf),研究BPB对斑马鱼性别分化的影响及可能的分子机制.结果表明,10、100和1000μg·L-1的BPB暴露导致斑马鱼性别比例向雌鱼偏离,雄鱼的精巢中发育出初级卵母细胞,并导致斑马鱼体内17β-雌二醇(17β-estradiol,E2)水平升高,睾酮(testosterone,T)水平降低,表明BPB对斑马鱼具有雌激素效应.从基因水平探讨这2种物质导致斑马鱼雌性化的原因,发现BPB使卵巢分化相关基因foxl2的表达水平上升,精巢分化相关基因dmrt1、amh和sox9a表达水平降低,并进一步提高了芳香化酶基因cyp19a1a的转录水平,促进E2的合成,导致斑马鱼的性别分化过程发生异常.     

内分泌干扰物对机体脂质代谢的影响及其机制研究进展

近年来许多动物实验研究表明,内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)暴露除了会损伤生殖、免疫和神经系统等,还能够干扰脂质代谢,增加肥胖、非酒精性脂肪肝和高脂血症等疾病的发病风险.笔者总结了多种EDCs对不同动物模型(哺乳动物、硬骨鱼类、两栖动物)脂质代谢的影响,主要包括促进哺乳动物脂肪细胞分化、脂质蓄积和促进肥胖的表观遗传跨代继承,促进硬骨鱼类脂肪从头合成和脂质蓄积,破坏两栖动物的脂质平衡;并从4个方面综述了EDCs影响脂质代谢的作用机制,包括(1)影响转录因子的表达,从而影响脂质代谢相关酶和蛋白的表达水平;(2)影响调控昼夜节律的时钟基因的活性继而诱导脂质蓄积;(3)影响内源性大麻素和大麻素受体的表达从而改变瘦素或脂肪肝信号神经肽Y的表达;(4)影响表观遗传修饰继而影响脂质代谢相关酶、转录因子和脂肪细胞因子的表达.最后,提出今后研究需关注新型EDCs对脂质代谢的影响,同时应深入研究昼夜节律、内源性大麻素系统和表观遗传修饰等不同途径之间的交叉作用,以更好地了解EDCs通过以上机制影响脂质代谢的过程.     

双酚F对斑马鱼早期生命阶段内分泌干扰效应研究

双酚A(bisphenol,BPA)的内分泌干扰性导致许多国家出台了管控措施,双酚F(bisphenol F,BPF)作为其替代物被大量使用,并广泛存在于水体和食品中,导致人群和野生动物长期处于其慢性暴露过程中,可能会威胁人类和生态健康.以斑马鱼胚胎为研究模型,将其暴露于不同浓度的BPF中至受精后144 h(hours post fertilization,hpf),研究BPF对斑马鱼胚胎发育阶段的内分泌干扰作用.结果表明,BPF能够导致斑马鱼的畸形率升高,且具有剂量-效应关系.斑马鱼胚胎暴露于100μg·L-1和1000μg·L-1 BPF后,引起了三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine,T3)水平升高,甲状腺素(thyroxine,T4)和类固醇皮质醇(corti-sol,C)水平降低;而10μg·L-1以上浓度BPF导致17β-雌二醇(17β-estradiol,E2)的水平显著性升高,睾酮(testosterone,T)水平显著性降低.另外,BPF导致下丘脑-垂体-甲状腺(hypothalamic-pituitary-thyroid,HPT)轴、下丘脑-垂体-性腺(hypothalamic-pitui-tary-gonadal,HPG)轴和下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)轴上一系列基因表达水平发生改变,这些改变会影响斑马鱼的内分泌功能,进而可能会对生物体的生长发育产生影响.     

超薄硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化降解双酚A

内分泌干扰物双酚A (BPA)的广泛分布对水环境和人类健康造成了潜在的威胁. 为探究超薄硫掺杂的石墨相氮化碳纳米片(US-CN)对BPA的光催化降解性能及其降解机理,使用US-CN对BPA进行了光催化降解,使用电子顺磁共振(EPR)检测了光降解过程中产生的反应性氧自由基(ROS),通过密度泛函理论(DFT)结合自然布局分析(NPA)计算了BPA的原子电荷值,使用LC-MS检测了BPA光催化降解过程的中间产物. 结果表明:①US-CN在可见光(VL)下(简称“US-CN/VL体系”)100 min内对BPA的去除率可达66.39%,去除率的准一级反应动力学常数约为石墨相氮化碳(CN)的6倍. ②在US-CN/VL体系中添加L-组氨酸后,60 min内BPA的去除率从50.00%降至6.45%,表明单线态氧(1O₂)是导致BPA降解的主要ROS. ③在US-CN/VL体系中,1O₂可能由超氧自由基或溶解氧转化产生. ④基于密度泛函理论计算了BPA分子易被1O₂攻击的富电子原子位点, 并检测出BPA的5种降解中间产物,推测BPA在US-CN/VL体系中可能存在去甲基化和羟基化两种降解路径. 研究显示,US-CN在可见光下能产生以1O₂为主的ROS,攻击BPA的富电子原子,对BPA有良好的光催化效果.