发光细菌法检测环境污染中的基因毒性

用明亮发光杆菌Ｔ３小种的暗变种Ｔ９１７１菌株检测９种化合物和１４种环境样品的基因毒性。结果表明,在９种化合物中检出３种阳性物,６种可疑物。在１４种环境样品中检出２个样品呈阳性,７个样品呈可疑,其余为阴性。激活系统Ｓ９能极大地提高试验的灵敏度。在环境基因毒物的筛选中,发光细菌法是一种非常有价值的短期生物试验方法。表２参１４     

含硫苯衍生物对发光细菌的毒性效果及其定理结构活性相关分析

利用发光细菌法测定了２９种氯取代和硝苯取代的苯硫（砜、亚砜）基乙酸酯的毒性，通过定量结构活性相关（ＱＳＡＲ）分析发现：此类化合物的毒性主要与其取代基的电荷效应相关，电荷的区域分布对化合物的毒性效应有重要影响。推测该化合物的毒性机理是毒物分子与发光反应中的主要辅酶ＦＭＮＨ２形成了氢键。还发明：在这类链状毒物分子中，远离活性中心一端的基团具有脱毒作用。     

利用发光细菌测试方法评价菲和芘生物降解过程的毒性变化

将发光细菌毒性测试方法应用于典型多环芳烃生物降解过程的毒性评价,研究了菲和芘单独及混合状态下生物降解过程中的毒性变化。结果表明:溶解态的菲和芘在一定浓度范围内对发光细菌均具有毒性,菲和芘对发光细菌的10 min-EC50值分别为1.61×10-5mol·L-1和2.31×10-6mol·L-1。单组分和混合组分的菲和芘经过微生物降解后,其毒性显著降低。混合组分生物降解体系中由于菲和芘分子之间的互相作用,使其对发光细菌的毒性效应与其单独存在时有差异。生物降解的各阶段,混合组分降解体系的毒性均大于单组分菲或芘降解体系的毒性,且在降解完全的后期,培养液的毒性有增加的趋势。这与菲和芘降解中间产物的积累变化有关。     

等毒性配比法研究镉、铬和铅对淡水发光细菌的联合毒性

当待测生物暴露在混合污染物中时,由于混合物中各组分相互影响,会产生联合毒性作用,表现为加和作用、协同作用和拮抗作用。为了深入了解重金属混合物的联合毒性对发光细菌的作用,利用淡水发光细菌——青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.nov-Q67)发光值的测定方法,采用联合毒性单位法,在测定了硝酸镉、重铬酸钾和硝酸铅单一毒性EC50的基础上,对硝酸镉 重铬酸钾、硝酸镉 硝酸铅、硝酸铅 重铬酸钾3种重金属二元混合物的联合毒性进行了评价。结果表明,硝酸镉 重铬酸钾、硝酸铅 重铬酸钾是拮抗作用,硝酸铅 硝酸镉是协同作用。     

冷藏技术对发光细菌活性及毒性测试性能的影响

由于发光细菌的在线毒性监测技术受到了细菌生物活性稳定性保持问题的制约,探索一种脱脂牛奶菌悬液冷藏复苏方法,以提高发光细菌活性的保持时间。比较了明亮发光杆菌新鲜菌液冷藏、冻干粉菌悬液冷藏和脱脂牛奶菌悬液冷藏对发光细菌生物活性的影响,同时,比较了不同渗透压调节液对菌悬液急性毒性测试的灵敏度和稳定性的影响。结果表明,质量分数为25%的脱脂牛奶可提高发光细菌生物活性的稳定性,菌悬液冷藏7d后复苏,相对发光率仍可达92%。2%NaCl和10%蔗糖为渗透压调节液时,冷藏至第7天的发光细菌脱脂牛奶菌悬液对重金属毒性测试的灵敏度,与新鲜菌液基本相同,但添加蔗糖降低了其对有机物的测试灵敏度。利用发光细菌脱脂牛奶冷藏菌悬液对Zn~(2+)进行连续7d的毒性测试,EC_(50)的变异系数小于15%,结果稳定性良好。     

基于发光细菌的细颗粒物(PM_(2.5))可溶性提取液综合生物效应测试方法及其应用

为科学评估PM_(2.5)对生物体综合生物效应,研究建立了利用费氏弧菌检测PM_(2.5)水溶性提取液的毒性测试方法,确立了PM_(2.5)样品提取液发光细菌毒性测试实验质量控制办法。对春节烟花爆竹燃放和沙尘污染过程的PM_(2.5)实样测试表明:烟花爆竹燃放期间的PM_(2.5)样品提取液发光抑制率值与微量金属元素等有毒有害组分浓度显著相关;沙尘污染期间的PM_(2.5)样本提取液中地壳元素浓度和发光抑制率值显著不相关。     

极低频电磁场及与铅联合作用对发光细菌Vibrio qinghaiensis发光的影响

观察了50Hz，0．1～9．6mT，10～30min的电磁场暴露及其与铅的联合作用对淡水发光细菌青海弧菌(Vibrio qinghaiensis)发光的影响．结果表明，电磁场暴露能增强发光细菌的发光，在6.4mT附近，增强作用最为强烈，在0．2～0．4mT附近，增强作用显得最为微弱，提示ELFEMFs对发光细菌的效应具有剂量“窗口”特性；Pb(0．2～1．6mgL^-1)能抑制发光细菌发光，并随着Pb剂量的增大，抑制效应愈明显，呈明显的线性负相关；电磁场与Pb合并作用，Pb并没有改变电磁场对发光细菌效应的包括剂量窗口在内的特性，但3．2～9.6mT的电磁场暴露提高了发光细菌对Pb剂量变化的敏感性．图3表3参9     

重金属Cd污染土壤毒性的发光菌法评价

应用明亮发光杆菌 Ｔ３ 对重金属污染土壤的毒性评价方法进行探索;进行了土壤平衡、土壤浸提实验及土壤中人为添加 Ｃｄ 对明亮发光杆菌 Ｔ３ 的效应实验;确定了土壤最佳平衡时间、土壤浸提剂、土壤最佳浸提时间及草甸棕壤中 Ｃｄ 对明亮发光杆菌 Ｔ３ 的毒性响应水平．实验结果表明：在土壤浸出液的提取过程中,土壤最佳平衡时间为１ ｄ ,最佳浸提液为０ ．１ ｍｏｌ／ Ｌ 盐酸,最佳浸提时间为２ ｈ ;草甸棕壤中 Ｔ３ 菌的发光强度与投加的 Ｃｄ浓度呈显著负相关（ Ｐ＜ ０ ．０１） ,ρ（ Ｃｄ） 对 Ｔ３ 菌的 Ｅ Ｃ５０ 值为２６ ．２ ｍｇ／ｋｇ ．     

长江三角洲地区城市污泥的综合生物毒性研究

运用发光细菌法对我国长江三角洲地区16个城市中54个污泥样品的综合急性生物毒性进行了测定,并以毒性较为稳定的HgCl2作为参比毒物,以发光细菌抑光率、相当标准毒物HgCl2质量浓度及百分数等级比较法毒性划分标准评价城市污泥的毒性。结果表明,供试的不需稀释测定毒性的城市污泥中,有13个是剧毒的,占样品总数30．95％;需稀释测定毒性的城市污泥中,毒性等级为Ⅰ级的8个,占样品总数66．67％。长江三角洲地区城市污泥大部分有较高的综合急性生物毒性,这与含多种高量的有毒重金属有关。城市污泥对发光细菌毒性的大小与城市污泥来源、污水处理工艺及污泥类型等因素有关。上海地区的污泥毒性大于江苏和浙江地区;42个毒性较小的污泥中,大部分氧化沟处理的城市污泥的毒性要大于A^2／O（厌氧-缺氧／好氧）处理的,12个毒性较大的污泥中处理工艺多为活性污泥处理与A^2／O处理;大部分以生活污水和混流污水为主的城市污泥毒性要高于以工业污水为主的城市污泥。     

苯磺酰基环烷烃甲酸酯结构对发光菌的毒性影响

测定了一批具有大小不同碳环的的苯磺酰基环烷烃甲酸酯对发光菌的毒性数据，值得注意的是碳环大小的改变会影响化合物的毒性，碳环对毒性的影响按三元环〉四元环〉五元环〉六元环的顺序减小。     

基于斑马鱼和发光细菌评估制革废水毒性及其削减效率

随着制革工业在我国的迅速发展,其导致的环境污染问题也逐渐受到人们的广泛关注。为评价制革废水的生物毒性以及处理工艺对毒性的削减效率,选择费氏弧菌、明亮发光杆菌、斑马鱼幼鱼及其胚胎作为受试生物,分析了制革废水的急性毒性和发育毒性,比较了不同受试生物对制革废水毒性的敏感性,并结合理化指标对废水的毒性削减进行了评估。结果表明:不同受试生物的敏感性大小为斑马鱼胚胎明亮发光杆菌斑马鱼幼鱼费氏弧菌明亮发光杆菌斑马鱼胚胎斑马鱼幼鱼费氏弧菌;发光菌及斑马鱼幼鱼急性毒性实验结果表明,制革废水经过整个工艺处理后,废水的急性毒性已降至检测线以下,即0TUa;斑马鱼胚胎毒性实验结果表明,经过处理的制革废水仍存在急性毒性,基础毒性当量为0.5 TUa,同时还对胚胎的发育存在一定影响,对胚胎孵化及畸形的毒性当量分别为0.7 TUa和0.13 TUa。综上可知,处理后的制革废水对环境的影响已得到初步的有效控制,但仍需进一步处理以达到更大程度削减毒性的目的。     

载钯树脂对偶氮类染料的吸附降解及其产物对发光菌的毒性暴露试验

合成了表面负载金属钯的聚丙烯醛异烟酰腙树脂后,通过Q67发光菌的毒性暴露实验研究了该树脂材料对直接大红、直接天蓝和桃红等3种水溶性偶氮染料的催化降解效果及其在降解过程中对发光菌的生物毒性变化情况,并对降解结果进行了气相色谱-质谱(GC-MS)分析.实验结果表明:载钯树脂对直接大红、直接天蓝和桃红等偶氮染料具有良好的吸附...     

测定环境污染物对青海弧菌发光强度抑制的微板发光法研究

以新型淡水发光菌——青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensissp.—Q67)为检测生物,以VeritasTM微孔板光度计为发光强度测试设备,建立了测定环境污染物对发光菌发光强度抑制毒性的微板发光测试新方法.系统地研究了pH值、菌密度、反应时间等实验条件对发光强度的影响.应用该方法成功地测定了7种取代酚环境污染物对Q67的发光抑制毒性效应.提出应用非线性迭代最小二乘拟合法模拟环境污染物对Q67毒性的剂量-效应曲线(DRC),拟合效应与实验结果之间的相关系数均大于0.99.通过拟合的DRC参数,准确地计算了污染物的半数效应浓度EC50.对比有关文献方法,微板发光法具有更简便快捷,节省试剂药品,便于多次平行测定从而提高准确度等优点.     

3株高温蛋白酶产生菌的分离与鉴定

从云南温泉的污泥样品中分离到3株产蛋白酶的高温菌SB11、SB31和SC5,通过其形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列比对分析等,初步鉴定这3株菌都属于土芽孢杆菌属(Geobacillus),其最适生长温度为60℃,最适pH为6.三者的蛋白酶活力分别可达35.6、26.1和26.6UmL-1,最适酶反应温度都在70℃以上,其中菌株SB31的蛋白酶其最适酶反应温度高达80℃,远高于一般动植物来源的蛋白酶.图4表1参11     

细颗粒物(PM_(2.5))主要组分模拟溶液对发光细菌的光抑制分析

为明确NH_4~+、 NO_3~-、SO_4~(2-)及金属等组分在水溶性提取液对发光细菌的光抑制过程中所起的作用,参照PM_(2.5)样品提取液浓度,模拟配制与3级以上PM_(2.5)样品提取液中主要组分:硫酸盐、硝酸盐、氨盐相同浓度的溶液,同时选取与PM_(2.5)可溶性提取液发光抑制率相关性较强的铅、锌,配制不同浓度级别模拟溶液,测试各单一组分对发光细菌的发光抑制率及其混合溶液对发光细菌的联合影响效应。基于毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)评价了混合体系联合影响的作用类型。结果表明,与3~6级PM_(2.5)可溶性提取液中硫酸氨、硫酸氢氨、硝酸氨、硫酸锌和硝酸铅浓度相同的模拟溶液对发光细菌的发光没有抑制作用。不同的评价方法对PM_(2.5)主要组分混合体系联合效应评价结果具有较好的一致性,硫酸氨、硝酸氨、硫酸氢氨混合溶液中,对发光细菌的光抑制均为硫酸氢氨的独立作用,硫酸锌与硝酸铅的混合体系,锌和铅对发光细菌的联合影响效应表现为协同,硫酸氨、硝酸氨、硫酸氢氨与硫酸锌、硝酸铅的多元混合体系呈现协同作用。     

不同生存环境和磷酸盐对4株溶磷菌溶磷能力的影响

利用液体培养法研究了不同NaCl浓度、碳源、氮源、溶解氧及磷酸盐对分离自小麦(Triticum aestivum)、苜蓿(Medicago sativa)根际的4株优良溶磷细菌(Lx81、Jm92、Dm84、Lx191)溶磷能力的影响.结果表明:(1)4株溶磷菌均为高耐盐菌株,其中Jm92和Din84维持较高溶磷量的NaCl浓度最高阈值分别为4%和8%,Lx81、Lx191在NaCl浓度超过5%时溶磷活性受到抑制.(2)Lx81的最佳碳源是葡萄糖,其次为蔗糖;另外3株菌在葡萄糖和蔗糖为碳源时,均有较高的溶磷能力;4株菌都几乎不能利用淀粉.(3)Lx81和Jm92在以(NH_4)_2SO_4和NH_4 NO_3为氮源时溶磷活性均较高,(NH_4)_2SO_4 是Lx191的最佳氮源,而NH~+-N存在会导致Dm84溶磷活性降低.(4)供试4株菌均不是专性厌氧菌,但不同菌株对氧的需求量不同.(5)4株溶磷菌对Ca_3-P和Ca_8-P有较大的溶解效率,但它们几乎都不能溶解Ca_(10)-P.图3表4参14     

趋磁细菌的分子生物学研究进展

趋磁细菌菌体内含有磁小体,能够沿地球磁力线方向定位、运动.趋磁细菌和磁小体的研究具有重要的理论意义和应用价值.本文对趋磁细菌及其胞内产物磁小体作了介绍,论述了该领域分子生物学方面的研究进展,包括与磁小体相关的基因和蛋白的研究、趋磁细菌遗传体系及基因组方面的研究等,展望了该领域今后的发展前景.图3表1参35