气候变暖对微囊藻的生长、代谢及机制研究进展

在大气CO₂浓度升高和全球变暖的影响下,水体营养充足,温度成为湖泊生态系统中蓝藻水华爆发的关键环境因子。作为水华优势物种之一,微囊藻(Microcystis)对温度具有良好的适应性,因此,微囊藻水华的发生频率和强度在全球变暖的环境下持续增加。综述了微囊藻在全球和中国的分布、温度在微囊藻生长(休眠、复苏、快速生长和聚集爆发)4个阶段中发挥的作用及对微囊藻生理代谢功能和机制的影响,为温度催化微囊藻水华的扩张提供了理论依据。     

环境污染物诱导神经毒性的表观遗传机制研究进展

表观遗传修饰与神经系统功能密切相关,其在环境污染物暴露致神经毒性中的作用机制已引起广泛关注。本文综述了重金属、有机污染物和空气颗粒物等典型环境污染物对人体和模式生物表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰和ncRNA等)和神经系统功能的影响,指出环境污染物可直接或(通过引起氧化胁迫)间接改变表观遗传修饰状态,导致相关基因表达失调,从而诱导一系列神经毒性,并提出当前研究存在的局限性。建议未来针对污染物的神经毒性机制研究,应着重关注组蛋白修饰和ncRNA以及不同类型表观遗传修饰之间的交互作用;同时,环境污染物复合暴露导致神经毒性的表观遗传机制有待深入研究;如何从表观遗传角度解释环境污染物诱导神经毒性的年龄易感性及性别特异性也值得进一步探讨。     

曝气复氧对底泥氮素生物地球化学循环影响的作用机制研究

通过分析底泥氮污染物释放规律和转化过程,以及底泥生境、氮形态变化和氮循环功能微生物群落结构变化的规律,探讨了不同曝气复氧条件影响底泥氮生物地球化学循环的生物代谢、物理化学联合作用的机制。结果表明：曝气复氧对底泥中氮的生物地球化学循环影响是一个包括微生物代谢作用和物理化学作用的复杂联合作用过程。水体好氧环境的改变主要引起参与底泥氮循环的硝化、亚硝化和反硝化功能菌群群落结构的演变,对异养菌和氨化菌的影响不大,证明环境好氧条件的改变对底泥有机质生物分解产生氨氮的微生物代谢过程影响不大,主要对底泥释放的氨氮硝化、反硝化等生物转化过程产生大的影响。不同溶解氧条件下,底泥释放的氮素在微生物作用下主要以NH4＋-N和NO3--N的形式进入试验体系,并在特定的氧化还原电位（临界值-200 mV）和pH（临界值6.70）条件下通过物理化学作用在底泥中以离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）等不同形态氮相互转化,同时,在氮的转化和循环过程中部分输入上覆水体。在低溶解氧组实验条件下[ρ（DO）〈0.5 mg.L-1],底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的19.7%,主要为氨氮,最大释放速率达到289.13 mg.m-2.d-1,释放的质量浓度可达到18.8 mg.L-1;好氧条件下（DO饱和）,底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的1.8%;好氧-缺氧条件下为11.7%,主要以N2的形式释出系统。     

环境污染物造成鱼类视觉缺陷的研究进展

多溴联苯醚、重金属、双酚类化合物和农药等环境污染物在多种环境介质中广泛被检出,众多研究表明视觉缺陷的发生也与环境污染物的广泛存在密切相关.视觉系统的正常发育和视觉功能的形成对鱼类摄食、集群和繁殖等生命活动具有重要作用,而视觉缺陷将会影响其生存和种群稳定,因此环境污染物所产生的视觉缺陷备受研究者关注.本文以鱼类的眼睛发育...     

酸雨与镐对大豆幼苗荧光特性复合影响的测定

在中国不同地域的多数农业生产区中,酸雨(AR)与Cd污染重叠发生.土壤中Cd元素在AR作用下赋存状态改变,一旦达到伤害阈值即对植物造成伤害,并通过食物链对动物和人体健康造成威胁.考察AR和Cd对植物叶绿素荧光特性的复合效应是深人理解二者影响光合功能的途径之一.本文以大豆幼苗为试材,初步探讨了Cd与AR对大豆幼苗叶绿素荧光特性的复合影响,旨为科学评价Cd与AR污染环境中作物生产安全及典型污染物的环境生态效应等提供基础实验数据.     

单壁碳纳米管对Arthrobacter sp.W1生长及苯酚降解功能的影响

单壁碳纳米管(SWCNTs)对大肠杆菌等模式菌株的生长抑制作用明显,为了解SWCNTs对具有环境功能的菌株的作用,以苯酚降解菌Arthrobacter sp.W1为对象,考察不同浓度SWCNTs下菌株W1的生长曲线和苯酚降解曲线,并通过扫描电镜观察、细胞凋亡检测、DNA泄漏量分析和活性氧产量分析考察作用机制.结果表明,特定浓度范围的SWCNTs(0.5-5.0 mg/L)会加快W1的苯酚降解速率,且1.5-2.0 mg/L SWCNTs不抑制W1的生长.SWCNTs在溶液中形成团簇并吸附W1细胞,且对W1产生以物理穿刺为主的毒性作用,但在特定浓度范围的SWCNTs条件下,SWCNTs-菌株-苯酚体系增加了菌体与苯酚的接触机会,从而对W1生长和苯酚降解产生明显的促进作用.本研究结果可为进一步揭示SWCNTs的环境微生物效应提供理论依据.     

试论土壤的生态肥力及其培育

探讨了“土壤生态肥力”的概念。所谓土壤生态肥力是指在一定的环境条件下,土壤及其生物群落（包括动物和微生物）之间长期协同进化、相互适应、相互作用而表现出来的一种和谐共融特性,以及在该特性状态下土壤保证植物生长所需物质与能量的可获得性和可持续性的一种功能与能力。在此基础上,提出了表征土壤生态肥力的一套诊断指标和有关土壤生态肥力的培育措施。     

污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制

环境中可以影响生物体甲状腺激素合成、运输、作用和代谢等过程的化学污染物称为甲状腺激素干扰物(TDCs),TDCs被认为是继环境雌激素之后最重要的一类内分泌干扰物.鱼类甲状腺的结构、甲状腺激素的转运和功能等与哺乳动物有较大差别.与哺乳动物相比,污染物干扰鱼类甲状腺激素的研究还较为缺乏.在介绍鱼类甲状腺结构、功能以及甲状腺激素在鱼体内动态过程的基础上,分析了污染物对鱼类的甲状腺激素干扰效应及其作用机制,探讨了今后鱼类甲状腺激素干扰研究的主要方向.污染物能对鱼类甲状腺激素水平、相关酶活性及甲状腺结构等产生直接影响;同时,污染物还可以通过干扰鱼类甲状腺系统对由甲状腺激素调节的重要生理过程如生长、繁殖和发育等产生间接影响.污染物主要通过干扰鱼类甲状腺激素的合成与分泌、转运、清除以及与甲状腺激素受体(TR)的相互作用等机制对鱼类产生不利影响.在污染物对鱼类甲状腺激素干扰的研究中,今后应重点关注环境中"新型"卤化有机污染物、鱼类早期发育过程与甲状腺激素干扰效应的关系、TR介导机制以及TDCs的筛选方法等.     

稳定同位素技术在污染环境生物修复研究中的应用

稳定同位素技术主要应用于地球化学,它是将人工合成的同位素标记特定的化合物,追踪标记物在生命活动中的变化规律,目前该项技术也广泛应用于环境微生物学、生态学、生物医学等领域.生物修复是利用存在于土壤、地下水和海洋等环境中的生物特别是微生物将有毒、有害的污染物降解为二氧化碳和水,或转化为无害物质,从而使污染的生态环境修复为正常生态环境的过程.这些降解微生物都来自于小部份可培养微生物,对于大部份未可培养降解微生物,通常在实验室条件下很难得到.而利用稳定同位素技术,如13C标记底物,收集利用该底物的微生物核酸,就可以得到具有降解作用的功能微生物,为环境污染生物修复提供重要的菌源和功能基因.环境中的许多物质都可以用SIP来标记,这些标记物主要有PLFA-SIP、DNA-SIP、RNA-SIP等,它们都可以用来在复杂样本中进行有特殊代谢功能微生物的鉴定和分析,在利用微生物进行生物修复中具有重要的意义.图2表1参42     

纳米银的迁移转化对环境微生物毒性的影响

纳米银(AgNPs)因其优越的抗菌、导电、催化等性能,被广泛应用于工业领域和日常生活中,成为当前产量和用量最高的纳米材料之一。但纳米银产品在生产、运输、洗涤、侵蚀、废弃的过程中,不可避免地会被释放到自然环境中。在复杂环境因素影响下,纳米银本身的赋存状态发生转化,并对生态环境构成严重威胁。因此,探究纳米银在环境中的迁移转化过程及其对生态环境的潜在风险成为相关领域的研究热点。针对纳米银研究现状中存在的不足,综述了天然有机质、pH值、溶解氧、离子强度、光照等环境因素对纳米银迁移转化行为以及其对微生物毒性效应的影响,并进一步深入探讨了纳米银的毒理机制,旨在为纳米银的环境行为特征研究以及风险评估提供理论基础。     

金属污染物对神经系统损害及毒性机制研究进展

神经系统与生物体其他系统联系密切,共同维持机体正常的结构和功能。环境中的金属污染物可通过多种途径进入生物体,干扰幼年或成年动物神经系统的发育和功能,其损害机制是目前研究的热点。本文系统地总结了汞、铅和铝等金属污染物对神经系统的损害作用,着重在细胞、分子和基因水平上阐述了金属对神经系统的毒性机制,在此基础上分析了当前研究的不足之处和发展趋势,并对今后的研究方向进行了展望。     

机器学习在抗生素的鉴定识别、微生物作用机制以及去除效果评估中的应用研究进展

抗生素在医疗卫生、养殖业等领域的广泛应用导致其随着医疗废弃物、废水等进入到自然环境并对人体健康和生态环境造成不利影响,而系统分析环境中残留抗生素的种类、明确其与微生物的作用机制以及开展不同处理方法的效果分析,对于准确评估抗生素的风险和控制其不利影响具有重要意义.作为一种辅助手段,机器学习算法在大量数据解析的基础上可进行结果评估和预测,因此可高效、低成本分析环境污染物的行为特征.基于此,本文综述了机器学习算法在抗生素鉴定识别、微生物作用机制和去除效果评估预测方面的应用现状,并概括了不同算法的应用特点和局限性.鉴于机器学习当前在抗生素研究中的重要作用,为其未来研究方向和发展提出展望,如在其它新兴污染物的环境行为、效应及控制等方面的应用.     

典型环境污染物对肠道菌群的影响及机制研究进展

随着环境污染日益严重,国内外有关环境污染物导致健康风险的毒性机制研究已引起广泛关注.然而,环境污染物对机体肠道菌群结构、功能的改变及其对毒性效应的调控作用研究尚处起步阶段.本综述在归纳近年来国内外人体及模式生物的肠道菌群研究进展的基础上,重点阐述了以重金属污染物、微纳米颗粒污染物、持久性有机污染物以及抗生素为代表的典型...     

不同栖息环境下麋鹿活动对土壤理化特性的影响

本研究旨在通过实验分析对比有无麋鹿活动情况下,几个典型的麋鹿栖息地的含水量、有机质、pH、电导率、烘干全盐量、水解氮、有效磷、速效钾,探讨麋鹿日常生活对土壤理化性质的影响.结果发现,在有限的圈养和半散放状态下,麋鹿活动常可降低土壤含水量,提高有机质含量;提高p H值含量,利于缓解酸性土壤酸化程度,但可加剧已碱化土壤的盐碱化程度;提高电导率、烘干全盐含量和土壤盐渍化程度;麋鹿活动还使水解性氮、有效磷和速效钾含量升高,使土壤中的植物可利用的营养元素含量增加.在自然资源丰富、容纳能力强的野放和半野放环境状态下,麋鹿集群活动反而会降低土壤有机质含量,另外,低密度的野生种群活动较高密度种群可有效减缓土壤盐渍化进程.     

多年生植物的芽休眠及调控机理研究进展

芽休眠是一种有益的生物学特性,能够使多年生植物避开不利的环境条件,使种群在不利环境条件下得以生存.综述了多年生植物芽休眠的机制及其调控的研究进展.芽休眠是一个受多个因素和多种基因综合调控的复杂生命现象,其形成和解除受到光照、温度、水分等外界环境因素的影响和调控.在这个过程中,植物体内的激素、糖类、多胺和Ca2+等信号分子以及抗氧化酶类和能量代谢酶类等发生一系列的变化与之相适应.这些变化是在相应的基因表达调控下实现的,这些基因涉及到光、温响应基因,水分响应基因,能量代谢基因,胁迫响应基因,激素相关基因,以及MADS-box转录因子等,它们构成一个复杂的调控网络,共同控制着芽休眠的形成与解除.结合研究课题提出今后芽休眠机制的研究方向以及在农业上的应用前景.图1参67     

粤北2座不同营养水平水库浮游植物功能类群的季节演替

于2011年1—12月对广东省韶关市白水礤水库和苍村水库这2座中型居民供水水库进行每月1次、为期1a的采样,利用营养状态指数(TSI)进行水质综合评价,将水库中的浮游植物按功能类群进行分类,并结合水库的水文、水质和浮游植物的生境特征,分析全年优势功能类群的演替特点及其主要的环境影响因子。结果表明,白水礤水库为贫营养型水库,苍村水库为低中营养型水库,全年共检出浮游植物7门45属(种),可划分为16个功能类群,其中,白水礤水库全年以适应低营养盐环境的功能类群占优势,耐富营养化的功能类群仅在丰水期有检出;而苍村水库全年都能监测到耐富营养环境的功能类群,且在丰水期明显占优势,但在枯水期和平水期因营养盐含量的降低,演变为以适应低营养盐环境的功能类群为主。营养盐含量的不同是导致2座水库浮游植物功能类群产生差异的根本原因,而因降水季节的变化所致水体环境因子的变化则是造成2座水库浮游植物功能类群演替不可忽视的因素。     

酵母蛋白激酶Sch9激活环磷酸化状态参与热胁迫应答调控

在酵母(Saccharomyces cerevisiae)中,蛋白激酶Sch9已经被证明与细胞大小、胁迫应答、自噬以及寿命的调控有关.通过不同基因型酵母在固体培养基上的热敏感性研究,发现Sch9的激酶功能与热胁迫相关,进一步通过Sch9特异磷酸化位点抗体的免疫印迹,检测了细胞内Sch9关键的激活环T570位点(PDK1位点)在热胁迫条下的磷酸化状态,发现半乳糖诱导表达的Sch9在热胁迫条件下T570位点去磷酸化,首次证明了Sch9通过调控激酶活性参与细胞热胁迫应答.研究结果揭示了Sch9在胁迫应答中的部分功能,并为生理条件下Sch9调控功能的研究提供了生物化学证据.     

制备方法和腐殖酸改性对胶体态富勒烯迁移能力及其输送污染物能力的影响

富勒烯(C60)是一种在材料科学、生物医药、环境技术等领域具有广泛应用价值的人工碳纳米材料,其生产和使用可导致环境释放.虽然C60分子极难溶于水,但研究发现C60可在长期搅拌或溶剂交换下在水中形成胶体态富勒烯纳米颗粒(nC60),而nC60在地下含水层中有较强的迁移能力.同时,nC60对环境中的疏水性有污染物     

一株中度嗜盐淀粉酶产生菌的分离鉴定及酶活测定

为开发极端环境工业用酶,从新疆盐碱土微生物中分离得到一株中度嗜盐高产淀粉酶活性菌株H3,其能耐受30%盐浓度和pH 11的极端环境.通过形态特征、生理生化实验及16S rRNA基因序列分析,确定H3属于Gracilibacillus属.该菌株能在盐浓度为0~30%的培养基上生长,最适生长盐浓度为5%~10%,最适pH值为8.5.在最适生长盐浓度、pH条件下,其淀粉酶活性可达到4 830个活力单位,可用于高盐高碱环境下淀粉的水解.     

海州湾生态系统健康诊断

根据开敞海湾浅海生态系统特征,构建了包含环境现状、环境风险、环境背景、系统结构功能和系统稳定性5类诊断指标以及24个诊断因子的浅海生态系统健康诊断指标体系,并采用层次分析法对海州湾浅海生态系统2009年12月和2010年11月的健康状况进行诊断.结果表明,2009年12月和2010年11月海州湾浅海生态系统的综合健康指数值分别为0.500～0.689和0.553～0.750,浅海生态系统处于亚健康～较健康状态,近岸海域基本处于亚健康状态,离岸海域基本处于较健康状态,近岸海域生态系统健康水平低于离岸海域,这与近岸海域开发活动干扰多以及环境压力大有关.