浮游动物DNA宏条形码标志基因比较研究

DNA宏条形码技术作为一种新型生物监测方法,在未来生态环境监测中有巨大的应用潜力。目前,浮游动物DNA宏条形码监测仍在发展阶段,需要首先对其(采样方法、引物选择和数据分析等)进行标准化和调整,然后才能用于常规流域生态监测。其中,如何选择合适的PCR扩增引物是DNA宏条形码生物监测标准化的关键问题之一。本研究比较了COI、18SV9和16S通用引物在浮游动物DNA宏条形码监测中的差异,为初步建立规范化的浮游动物DNA宏条形码监测方法提供技术支撑。结果表明,16S引物对浮游动物具有更好的特异性,其产生的操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)有88.1%属于浮游动物。虽然18SV9引物具有更高的物种覆盖度,不仅能扩增出浮游动物,还能扩增出大量藻类和真菌,但其物种识别敏感性较差,不适合浮游动物物种水平多样性监测。COI引物的浮游动物物种特异性、物种覆盖度和物种识别敏感性都适中,检出的浮游动物物种数量高于18SV9引物和16S引物,更加适合浮游动物DNA宏条形码监测。     

阴离子粘土(LDH)对DNA吸附行为的研究

以4种阴离子粘土做吸附剂,研究了阴离子粘土对DNA的吸附行为.同时,采用XRD、FTIR、UV-vis等表征手段对吸附前后的材料进行研究.吸附结果显示,二元阴离子粘土对DNA的吸附量高于三元阴离子粘土;3:1型阴离子粘土对DNA吸附力强于2:1型阴离子粘土.4种材料对DNA的吸附均符合Langmuir、Freundlich两种吸附等温模型,且Langmuir吸附等温模型拟合度更高,说明阴离子粘土对DNA的吸附为单层吸附.XRD结果显示,吸附前后阴离子粘土基本结构并未发生改变,晶形完好,层间距未有明显变化,表明阴离子粘土对DNA的吸附仅发生在表面,DNA并未进入阴离子粘土层间结构中.UV-vis及电泳结果显示,吸附前后DNA的构型并未发生改变,阴离子粘土的吸附并未对DNA产生较大的影响.     

美科学家发现自私DNA在进化中起重要作用

自然界中的基因有千万种,哪类基因最为常见和最为丰富？南美国南佛罗里达州立大学、圣迭戈州立大学和芝加哥大学科学家组成的研究小组在对大量基因组进行成功解码后找到了答案,那就是有“自私DNA（脱氧核糖核酸）”之称的转座子。     

阴霾天气PM_(10)的微观特征及生物活性研究

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)、图像分析技术(IA),对北京市2004年12月一次严重的阴霾天气条件下采集的PM10(指空气动力学直径小于10μm的颗粒物)的微观形貌、粒度分布、主要颗粒物类型进行了分析,并运用质粒DNA评价法对阴霾和非阴霾天气条件下的PM10样品的生物活性进行了对比研究。结果表明,阴霾天气时PM10样品中以粒度较小的烟尘及其集合体为主,且多呈湿状,含有较多的二次颗粒物,并发现了残余的有机液滴颗粒。质粒DNA实验的结果显示,阴霾天气PM10样品的水溶和全样样品的TD20值(造成20%DNA破坏时所需要的样品剂量)分别为93μg.ml-1和50μg.ml-1,而同一月份非阴霾天气条件下PM10样品的水溶和全样样品的TD20值分别为200μg.ml-1和160μg.ml-1,表明阴霾天气PM10样品比非阴霾天气样品具较强的生物活性,即对人体健康存在着潜在的危害。且无论是阴霾还是非阴霾天气条件下的PM10的全样样品均较水溶样品具更大的生物活性。     

环境激素双酚A与DNA相互作用的电化学研究

采用电化学方法研究了双酚A与DNA间的相互作用。结果表明,DNA的存在使双酚A的氧化峰电流减小,且峰电位正移,双酚A与DNA的相互作用以嵌插作用为主。双链DNA(dsDNA)与双酚A的结合大于单链DNA(ssDNA),结合比为1∶4,结合常数β为1.35×1023。     

郑州大气PM10的形貌特征及生物活性研究

采集郑州市区和郊区秋季大气PM10样品,利用场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术对PM10颗粒进行形貌特征和粒度分布进行分析,同时应用质粒DNA评价法研究了市区和郊区PM10样品的生物活性.结果显示,在市区采集的样品中燃煤飞灰占有相当大的数量,而在郊区采集的样品中矿物质占有较大的数量,粒径分析表明,市区PM10的数量-等效球直径分布较为集中,主要分布在0.1～0.4 ìm范围内,郊区则相对比较分散;PM10的体积-等效球直径主要分布在>1ìm范围内.结果表明,在郑州市秋季大气PM10中,数量上细粒子占优势,而在体积上(质量上)较粗颗粒占优势.质粒DNA评价结果表明,郑州市区和郊区PM10;颗粒对DNA的损伤程度不同,市区样品的生物活性大于郊区样品.     

骨炭修复重金属污染土壤和降低基因毒性的研究

采用分级提取的方法研究了施加骨炭对污染土壤重金属的固定效果,结果表明,土壤施加10 mg·kg^-1骨炭后水溶态、交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb的浓度都显著下降;而加入骨炭后土壤有机结合态Pb的浓度显著上升,表明骨炭可以吸附、固定土壤中的Pb,改变Pb的化学形态,降低Pb的生物可利用性.加入骨炭后土壤中水溶态和交换态Cd的浓度都显著下降,残渣态Cd的浓度明显上升.骨炭处理对土壤中Cu化学形态的影响和Pb相似,表明骨炭可以吸附固定土壤中的Cu.骨炭处理对Zn也有一定的固定效果,降低了土壤中水溶态的Zn.采用植物彗星实验研究了施加骨炭对土壤基因毒性的影响,表明加入骨炭后减轻了污染土壤对洋葱根尖细胞的DNA的损伤,降低了土壤污染对植物的基因毒性.生物评价和化学评价的结果均表明骨炭是重金属污染土壤的有效修复剂,能有效降低污染土壤中重金属的生物有效性和对植物的毒性.     

低剂量镉诱导细胞氧化损伤的机理研究

镉是一种有毒重金属,能诱导酿酒酵母的氧化损伤.为了研究低剂量镉诱导细胞氧化损伤的作用,通过有葡萄糖和无葡萄糖的酵母培养基,用浓度2 μmol/L和10 μmol/L的CdCl2染毒酿酒酵母10 h后,统计酿酒酵母细胞的存活率,并用HPLC-EC法测定酿酒酵母线粒体DNA中8-OH-dG/105dG比值.结果表明:无葡萄糖条件下,10μmol/L的CdCl2染毒时酿酒酵母对Cd2 的耐受性比有葡萄糖时明显高(P＜0.01),而且线粒体DNA氧化损伤程度也明显低(P＜0 01);但2 μmol/L的CdCl2染毒时,酿酒酵母对Cd2 的耐受性和线粒体DNA氧化损伤程度与有葡萄糖条件下相比差异不显著(P＞0.05).因此,本文认为低浓度Cr主要对酿酒酵母细胞质中蛋白造成氧化损伤,浓度升高时则对线粒体DNA也产生氧化损伤.     

涕灭威、灭多威的遗传毒性研究

研究了涕灭威与灭多威的遗传毒性.在去离子水中分别加入涕灭威与灭多威标准品,涕灭威设计0.002、0.02、0.2、2、20μg/L共5个剂量组,灭多威设计0.02、0.2、2、20、200μg/L共5个剂量组.用微核试验检测其对鲤鱼血红细胞微核的诱发效应,采用Ames试验检测2种农药的致突变性,采用彗星试验检测其对人外周血淋巴细胞DNA的损伤效应,根据3种毒理学试验结果综合分析涕灭威与灭多威的遗传毒性.结果表明,所有剂量组这2种农药未诱导鲤鱼血红细胞微核率的明显上升(p0.05);2种农药各剂量组回变菌落数均未超过自发回变组的2倍,但在非代谢活化条件下,涕灭威2～20μg/L与灭多威20～200μg/L剂量组的TA97菌株回变菌落数分别达到(129.17±17.00)、(129.50±18.28)、(109.83±10.80)和(114.17±9.37)个/皿,明显高于自发回变组(p0.05,p0.01).在代谢活化条件下,灭多威200μg/L组的TA100与TA102菌株的回变菌落数为(147.83±23.29)、(275.83±20.63)个/皿,均高于自发回变组(p0.05);在彗星试验中发现,高浓度的涕灭威与灭多威均可导致人外周血淋巴细胞的DNA损伤,涕灭威20μg/L组,灭多威200μg/L组的尾部DNA(%)、尾长、Olive尾距3个指标经统计学分析,高于去离子水对照组(p0.01).研究未见涕灭威与灭多威对鲤鱼血红细胞产生明显的染色体损伤效应,虽未见其明显的致突变性,但在高浓度下存在一定的致突变的风险,并且这2种农药可能导致人外周血淋巴细胞的DNA损伤,因此涕灭威与灭多威污染对水环境和人体健康可能存在一定的远期危害.     

重金属离子快速检测技术研究与应用进展

在突发环境污染事件和区域生态风险筛查中迫切需要环境样品中重金属离子的快速检测技术手段。环境样品中重金属离子的快速检测技术有电化学方法和生物学方法。电化学检测方法主要是阳极溶出伏安法(AnodicStripping Voltammetry,ASV),可以同时检测多种重金属离子,有标准化认证的产品,但是检测成本相对较高。随着纳米粒子技术(Nanoparticles,NPs)和石英微天平分析技术(Quartz Crystal Microbalance,QCM)的引入,ASV法的检测成本将不断降低;生物检测方法包括免疫检测(Immunoassay,IA)和功能DNA(Functional DNA)检测技术。重金属离子的免疫检测技术样品通量大,检测成本低,已经广泛用于食品行业,其中汞离子的免疫检测方法已经成为环境样品标准检测方法之一。免疫检测传感器技术将拓展重金属离子的快速检测的应用空间。功能DNA传感器检测的研究为重金属离子的快速检测提供了新的技术手段,但是这些仅限于实验室研究,还没有达到实际应用的水平。