青鱼ERRα的克隆、序列分析、组织表达及其对不同EDCs暴露的响应

内分泌干扰物质(EDCs)可以通过多种通道影响鱼类的生长、发育和繁殖, 而雌激素相关受体(ERR)是一类目前没有引起足够重视的潜在致毒信号通道. 本研究克隆了青鱼(Oryzias latipes)ERRα mRNA全序列, 并通过实时定量RT-PCR方法对其在不同组织中的表达和不同EDCs暴露下的响应进行了分析.发现青鱼ERRα与其它脊椎动物ERRα氨基酸序列有较高的同源性,特别是DNA结合结构域(DBD)在从鱼类到哺乳类动物的进化过程中高度保守, 配体结合结构域(LBD)序列与哺乳动物的LBD有66.4%～67.0%的序列相同. 青鱼ERRα与青鱼雌激素受体ERα、ERβ和雄激素受体ARα、ARβ的DBD氨基酸数相同, 且有较高序列相似性, 但LBD的长度和序列差异较大. 青鱼ERRα基因有5个外显子组成,位于第14号染色体. 青鱼ERRα基因在各组织中广泛表达,其中在性腺、脑、脾脏、眼和肠中表达较高,且在雌雄性腺中差异表达,表明其在雌雄性别分化和性腺发育中发挥调控作用. 暴露200 ng/L炔雌醇(EE2)、200 ng/L雌酮(E1)、200 ng/L己烯雌酚(DES)、 100 μg/L阿特拉津(AT)和200 ng/L雌二醇(E2)后, 青鱼精巢中ERRα mRNA水平分别显著下降至对照组的0.54、　0.56、　0.61、　0.63和0.65倍(p<0.05), 但暴露1 μg/L三丁基锡和1 μg/L三苯基锡后上升至对照组的1.34和1.35倍(p>0.05),表明ERRα可能参与外源EDCs影响鱼类性别分化和性腺发育的过程. 此外,在青鱼ERRα基因上游没有发现类似哺乳动物ERRα基因上游的类固醇激素反应元件半位点, 说明鱼类ERRα基因的调控模式与哺乳类存在差异.     

实时定量RT-PCR方法检测雌二醇诱导原代培养青鳉鱼肝细胞的基因表达

利用原代培养的雄性青鳉鱼肝细胞进行了相同雌二醇(E2)浓度(100 nmol·L-1)下的不同时间(2、4、6、8d)和相同暴露时间(4d)下的不同浓度(1、10、100、1000、10000 nmol·L-1)的雌二醇(E2)实验,采用实时定量RT-PCR方法对青鳉鱼VTG-Ⅰ、VTG-Ⅱ、CHG-H、CHG-L和ERα的基因表达进行了研究,结果表明,VTG-Ⅰ、VTG-Ⅱ、CHG-H、CHG-L和ERα的基因表达与E2的暴露浓度呈现很好的剂量-效应关系,且1nmol·L-1E2暴露就能显著诱导肝细胞内VTG-Ⅰ、VTG-Ⅱ、CHG-H、CHG-L和ERα的基因表达.作为生物监测雌激素活性的in vitro方法,实时定量RT-PCR的灵敏度高于其它已经发表的方法.因此,实时定量RT-PCB方法与原代培养青鳉鱼肝细胞相结合的方法在环境雌激素效应的评价上具有很大地应用潜力.     

投加填料对微生物群落结构的影响及对水质的变化研究

通过向传统活性污泥处理系统中投加悬浮填料形成了MBBR工艺,该工艺实现了悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法的优点叠加,是污水处理厂的一种廉价、高效的提标改造方式.对西安市第四污水处理厂改造前后不同季节处理生活污水的效果进行了对比研究,以及对提标前后污水处理工艺中脱氮相关菌群结构的变化进行了分析,结果表明:提标改造后生物池出水水质达到了一级A标准, 其中氨氮浓度下降了0.44~1.29mg/L,总氮浓度下降了4.93~5.60mg/L,COD去除率达到了92%以上;经过高通量分析,系统脱氮相关的微生物丰富度增加,微生物多样性增加,系统中有Phaeodactylibacter、Comamonas、Nitrospira、Terrimonas、Dokdonella、Thermomonas、Ignavibacterium等十余种与脱氮相关的优势菌属,Nitrospira在MBBR工艺中大量富集达到4.9%,脱氮相关菌属占比达到了19.29%,有效的促进了系统的脱氮.     

活性污泥微生物群落结构及与环境因素响应关系分析

对已发表的62个来自国内外污废水处理设施中活性污泥的16S rRNA扩增子数据进行数据发掘和分析,旨在揭示不同进水性质、温度及处理工艺对应的污泥菌群结构特性.结果表明,活性污泥中整体有着较高的物种多样性和群落丰富度,不同活性污泥样品微生物群落结构有一定差异,样品中常见的优势菌属有Thauera、Nitrospira、Comamonas、Dechloromonas、Rhodoferax、Aquihabitans 和Acidovorax等.温度与Nitrospira、Aquihabitans、Terrimonas和Dechloromona等多种关键的脱氮微生物呈负相关,当温度低于15℃时,32座污水处理厂对TN和NH₄⁺-N的去除率仅有49.67%和63.19%.BOD₅/COD值越大的污水处理系统,Zoogloea、Arcobacter、Acidovorax和Acinetobacter等优势功能性菌属相对丰度也越高,污染物的去除率也越高.对于生活污水的处理,A²O工艺性能要优于OD、CAS和CMAS工艺,Comamonas、Rhodoferax、Nitrospira和Novosphingobium等多种功能性优势菌属的相对丰度要高于其它3类工艺.     

青鳉鱼ERRα的克隆、序列分析、组织表达及其对不同EDCs暴露的响应

内分泌干扰物质(EDCs)可以通过多种通道影响鱼类的生长、发育和繁殖,而雌激素相关受体(ERR)是一类目前没有引起足够重视的潜在致毒信号通道.本研究克隆了青鳉鱼(Oryzias latipes)ERRα mRNA全序列,并通过实时定量RT-PCR方法对其在不同组织中的表达和不同EDCs暴露下的响应进行了分析.发现青鳉鱼ERRα与其它脊椎动物ERRα氨基酸序列有较高的同源性,特别是DNA结合结构域(DBD)在从鱼类到哺乳类动物的进化过程中高度保守,配体结合结构域(LBD)序列与哺乳动物的LBD有66.4%～67.0%的序列相同.青鳉鱼ERRα与青鳉鱼雌激素受体ERα、ERβ和雄激素受体ARα、Aβ的DBD氨基酸数相同,且有较高序列相似性,但LBD的长度和序列差异较大.青鳉鱼ERRα基因有5个外显子组成,位于第14号染色体.青鳉鱼ERRα基因在各组织中广泛表达,其中在性腺、脑、脾脏、眼和肠中表达较高,且在雌雄性腺中差异表达,表明其在雌雄性别分化和性腺发育中发挥调控作用.暴露200 ng/L炔雌醇(EE2)、200 ng/L雌酮(E1)、200 ng/L己烯雌酚(DES)、100 μg/L阿特拉津(AT)和200 ng/L二醇(E2)后,青鳉鱼精巢中ERRα mRNA水平分别显著下降至对照组的0.54、0.56、0.61、0.63和0.65倍(P<0.05),但暴露1 μg/L三丁基锡和1μg/L:"苯基锡后上升至对照组的1.34和1.35倍(P>0.05),表明ERRα可能参与外源EDCs影响鱼类性别分化和性腺发育的过程.此外,在青鳉鱼ERRα基因上游没有发现类似哺乳动物ERRα基因上游的类固醇激素反应元件半位点,说明鱼类ERRα基因的调控模式与哺乳类存在差异.     

梭鱼和青鳉鱼ERα介导的雌激素活性比较研究

为从物种雌激素受体(ERα)敏感性差异的角度探索辽东湾野生梭鱼雌雄同体高发生率的一个可能原因,从梭鱼肝脏cDNA中扩增出长1113 bp的梭鱼ERα(sERα) DEF区片段,并以此构建pGBT9-sERα DEF 质粒,将其和pGAD424-TIF2质粒依次转入Y190酵母细胞中,建立了sERα物种特异性的酵母双杂交筛选系统.在此系统中测试了4种环境中主要的雌激素雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)、雌三醇(E3)及17α-炔雌醇(EE2)对梭鱼ERα的诱导活性,半数雌激素活性浓度(EC50)为3.7、2.4、1698.7、1.2nmol/L,分别是青鳉鱼ERα活性的4.6、2.3、3.4、3.3倍,说明梭鱼ERα对E1、E2、E3、EE2具有较高的敏感性,这为解释辽东湾梭鱼雌雄同体的高发生现象提供了重要线索.     

重组基因酵母报道系统筛检GR效应物质

用糖皮质激素受体重组基因酵母报道系统对3种天然与4种合成的糖皮质激素的糖皮质激素受体(GR)效应进行测定.结果表明,天然糖皮质激素中,肾上腺酮的活性最高;而合成激素中甲基强的松的活性最强.这些物质的GR效应与物质的化学结构密切相关.天然和合成糖皮质激素的GR效应随各自的辛醇水分配系数的增加而增强.