毒死蜱对斑马鱼胚胎氧化应激效应研究

以斑马鱼为模型,研究了毒死蜱对斑马鱼胚胎形态学的影响,及其对胚胎的氧化应激和氧化损伤作用.将斑马鱼胚胎暴露在梯度浓度的毒死蜱溶液中96h后,发现毒死蜱会造成斑马鱼胚胎严重畸形甚至死亡,其96h半致死浓度为1.18mg/L.对氧化应激相关基因的表达及抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量进行检测,结果表明,在毒死蜱胁迫下抗氧化酶(SOD、CAT)活性降低,并且其编码基因(Cu/Zn-sod、Mn-sod、cat)的表达受到抑制;但在低浓度毒死蜱胁迫下,抗氧化酶活性并没有受到显著影响,而抗氧化酶基因的表达对毒死蜱更加敏感.毒死蜱能引起gstp2的表达上调,但GST活性与gstp2的表达变化并不一致.处理组胚胎中nrf2表达上调,从而上调抗氧化蛋白和II相解毒酶基因的表达.毒死蜱胁迫下,基因ucp2、cox1表达下调,能够减少呼吸链ROS的产生.同时基因bcl2表达下调,表明凋亡的平衡受到破坏.毒死蜱处理组中MDA含量显著升高,说明毒死蜱能造成斑马鱼胚胎氧化损伤.     

德氏假单胞R-8菌脱硫的“硫饥饿”诱导机理

以专一性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为出发菌株,构建了含有重组质粒pRT-D的重组菌株R-8-D.在不同硫酸盐浓度条件下,研究了R-8和R-8-D脱硫的"硫饥饿"诱导机理.结果表明,在充足的Na2SO4(＞0.023 mmol L-1)条件下,R-8菌首先利用硫酸盐生长,脱硫酶的合成受阻遏,DBT不被利用,而R-8菌处于"硫饥饿"状态(Na2SO4浓度≤0.023 mmol L-1)时,诱导了脱硫酶的合成,能利用DBT生长;Na2SO4在临界浓度以上时,R-8-D菌阻遏了脱硫基因的报告基因lacZ的表达,低于临界浓度时不抑制lacZ表达.本实验结果从细胞和分子水平上证实了R-8菌脱硫属"硫饥饿"诱导类型,并首次确定了脱硫微生物"硫饥饿"诱导的硫酸盐临界浓度为0.023 mmol L-1,为构建高活性的、不受硫酸盐抑制的脱硫工程菌提供了理论依据和技术支持.图10表1参14     

降解甲基对硫磷的节杆菌(Arthrobacter sp.)L4菌株的分离和降解特性研究

从生产甲基对硫磷的山东华阳农药厂污水曝气池中,分离到一株能以甲基对硫磷及其降解中间产物对硝基苯酚为唯一碳源生长的细菌L4菌株.经16S rRNA基因序列分析,该菌株被鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.).用气相色谱法和分光光度法分析L4菌株的降解性能,结果表明,L4在5h内对50mg·L-1的甲基对硫磷和对硝基苯酚的降解率分别为85%和98%,对其它有机磷农药也有良好的降解效果.L4的最适培养条件为pH值7、30℃、接种量30%.     

一种工程菌的高酶活及其固定化细胞对农药的降解

将抗性尖音库蚊五带亚种的执有机磷农药基因—酯酶基因克隆到质粒pRL－439中．经检测,重组质粒中的酯酶基因已得到表达,获得高酶活的工程菌．将工程菌固定化后对两类难降解农药（有机氯、菊酯类）进行降解,结果表明,固定化细胞在1h内对上两类农药可降解90％以上,具有很高的降解效力．     

工程菌及其固定化细胞对有机磷农药的降解

用抗性库蚊酯酶基因,引入原核表达载体pRL439,转化大肠杆菌HB101细胞,获得表达.通过酶切、Southern杂交鉴定重组质粒.研究了重组菌酯酶的活性,重组质粒pRL-B1表达的酯酶具有高酶活并能高效降解酯酶的特异性底物a-乙酸萘酯(a-NA)和β-乙酸萘酯(β-NA);经对重组菌进行细胞固定化后降解有机磷农药对硫磷(1605),反应时间短,降解效率高.     

降解甲基对硫磷菌株YL8的分离、纯化及降解机理

从农药厂污水处理池的活性污泥中分离到1株能降解甲基对硫磷(MP)和对硝基苯酚(PNP)的菌株YL8,经生理生化试验和16SrRNA同源性分析,初步将YL8归类为节杆菌属(Arthrobactersp.).该菌株能以MP和PNP为唯一碳源生长,在5h内将起始浓度为50mg/L的MP降解近90%;在9h内将50mg/L的PNP完全降解.YL8在降解MP的过程中几乎检测不到PNP的产生.     

甲基异噻唑啉酮对斑马鱼胚胎的急性毒性和机制研究

甲基异噻唑啉酮(methylisothiazolinone,MIT)作为防腐剂,广泛用于个人护理品、日用品和涂料中。MIT随着污水进入地表水循环,普遍存在于水体中,但目前关于MIT对水生生物毒性的研究还比较少。本文以模式生物斑马鱼的胚胎作为受试对象,评价MIT对斑马鱼胚胎的毒性。将受精后3 h的健康斑马鱼胚胎暴露于梯度浓度的MIT下,观察其对胚胎生长发育的影响,用吖啶橙(AO)染色检测细胞凋亡情况。结果发现,48 h暴露浓度大于1.0 mg·L-1的胚胎孵化被显著抑制,72 h浓度大于1.52 mg·L-1的幼鱼心率显著降低,统计96 h幼鱼死亡和畸形数,并重复验证和计算得到96 h半致死浓度(96 h 50%lethal concentration,96 h-LC50)为6.15 mg·L-1,96 h半致畸浓度(96 h 50%teratogenesis concentration,96 h-TC50)为3.89 mg·L-1,测量96 h胚胎体长,分析最小生长抑制浓度(minimum concentration to inhibit growth,MCIG)为2.31 mg·L-1,AO染色显示72 h胚胎的凋亡细胞主要集中在脑部和尾部。不同时期下镜检观察到,胚胎出现的畸形主要包括尾部发育不良,脊柱弯曲,卵黄囊水肿和心包水肿。此外,高浓度处理组24 h胚胎自主抽动次数增加,72 h和96 h活动能力减弱,触碰反应迟钝。因此,推断MIT对斑马鱼胚胎的发育有较大影响,同时有一定的神经毒性。根据《危险化学品鱼类急性毒性分级试验方法》,判定MIT对斑马鱼胚胎为高毒,该毒性实验结果可为MIT在工业生产和环境中的风险管理提供依据。     

R-工程菌表达产物酯酶B1的纯化及其特性

为将酯酶B1应用于果蔬农药残留的降解,对其进行分离纯化,并对其酶学特性进行研究。R-工程菌在LB液体培养基中37℃震荡培养14 h,细胞经石英砂冰浴研磨破壁,粗提酶液经硫酸铵分级盐析、Sephadex G-50分子筛柱层析脱盐、DEAE-Sepharose FastFlow离子交换层析、Sephadex G-75分子筛柱层析得到凝胶电泳均一的酯酶B1。SDS-PAGE结果表明,该酶分子量为67 kDa。酯酶B1的纯化倍数为43.4,收率为2.94％。该酶的最佳作用条件是37℃、pH=7.O,常温(25℃)下,酯酶B1的半衰期为62 h,42℃时该酶仍然十分稳定。酶促反应动力学曲线采用双倒数法,37℃时最大酶促反应速度Vm=0.73 mg/(mL·min),米氏常数Km=3.89 mg/mL。酯酶B1活力强、在常温下反应速度快、稳定高,说明其用于果蔬农残降解在技术上是可行的。本文将酯酶B1纯化至电泳纯,因而工艺复杂、收率较低,但在实际应用中,只需进行粗分离,工艺简单,收率高达70％,因此,该酶的开发应用在经济上也是可行的。     

菌株 Arthrobacter sp. CN2降解对硝基苯酚的特性与动力学

为研究对硝基苯酚降解菌Arthrobacter sp.CN2在实际生产中的应用潜力,本文分别分析了p H、盐浓度和额外添加碳源对降解效率的影响,同时对降解的动力学方程进行拟合分析.菌株CN2在p H 7.0~8.0,Na Cl浓度60 g·L-1之间能够高效降解对硝基苯酚,72 h内对50 mg·L-1对硝基苯酚的降解率均大于90%.同时发现适量添加葡萄糖(0.5%)可显著促进CN2降解对硝基苯酚,与不添加葡萄糖条件下相比,达到90%降解率所需时间缩短了16 h.当对硝基苯酚浓度低于300 mg·L-1时,菌株CN2对对硝基苯酚的降解符合一级动力学方程,降解速率常数在0.021 7~0.025 0之间.在生物反应器中应用菌株CN2模拟处理工业废水,3 L含对硝基苯酚废水(100 mg·L-1)在72h的降解率大于90%.研究表明,菌株Arthrobacter sp.CN2能够高效地降解对硝基苯酚,对于环境有良好适应能力,具有良好的应用前景.     

工程菌及其固定化细胞对有机磷农药的降解

将抗性库蚊解毒酶酯酶B1基因片段引入融合表达载体pThioHisA中,转化入大肠杆菌DH5α,在IPTG诱导下,经过8h,酯酶B1在大肠杆菌中获得融合高效表达。重组质粒pThioHisA-B1表达的酯酶融合蛋白具有较高的酯酶B1活性,能高效降解酯酶的特异性底物α-乙酸萘酯(α-NA)和β-乙酸萘酯(β-NA),将工程菌固定化后,固定化细胞在3h内对1000mg/L的甲基对硫磷降解率>65%。