模拟黑麦草根系有机酸参与下炼锌废渣对斑马鱼抗氧化酶和神经毒性的影响

为评价多金属矿山废渣堆场生态修复过程中,废渣在先锋修复植物根系分泌的机酸参与下浸出液对周边环境生物的影响.以斑马鱼（Danio rerio）为受试生物,通过模拟添加典型先锋植物（黑麦草）根系分泌的有机酸（草酸和酒石酸）处理贵州威宁土法炼锌废渣,以废渣浸出液对受试生物抗氧化酶和乙酰胆碱酯酶（AchE）的不同响应为评价指标,研究各处理组对斑马鱼抗氧化系统、神经系统及组织学的影响.结果表明,两种有机酸的参与均会不同程度地降低炼锌废渣浸出液的pH,并导致废渣释放出更多重金属;暴露于有机酸参与的废渣浸出液14 d后,受试生物组织中的抗氧化酶受到显著影响,并因无法克服长时间的氧化应激最终引起丙二醇（MDA）在组织中累积;有机酸参与下废渣浸出液对斑马鱼具有明显的神经毒性,长时间暴露后受试生物出现游动迟缓、呼吸慢和鳃盖张合频率降低的现象;鳃组织存在上皮细胞水肿、增生或脱落、鳃丝充血和鳃小片扭曲或断裂的现象,而肌肉组织中出现更多肌纤维核增大、固缩和碎裂的现象.综上,选用适生性和耐受性较强、根系发达且有机酸分泌量较大的先锋植物来修复多金属废渣场地将可能促进废渣中重金属的释放并引起环境生物抗氧化系统和神经系...     

三叶草和黑麦草修复对炼锌废渣剖面养分及重金属分布特征的影响

为评价两种草本植物修复5年后的土法炼锌废渣剖面上养分及重金属分布特征,以废渣堆场上人工种植的三叶草（Trifolium repens）和黑麦草（Lolium perenne）为研究对象,分析两种草本植物剖面（0~60 cm）上不同粒径废渣中养分和重金属的分布特征.结果表明：随着废渣剖面深度增加,废渣中全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量逐渐降低,表层废渣（0~10 cm）中有机质含量大多显著（p<0.05）低于深层废渣（10~60 cm）;而表层废渣（0~20 cm）的有效态氮磷含量大多显著（p<0.05）高于深层废渣（20~60 cm）.有机质和全氮含量随着废渣粒径增大呈先增加后降低的趋势,其含量在粒径为0.25~0.5 mm的废渣中最高,而碱解氮和有效磷含量则随废渣粒径增大逐渐降低.三叶草修复作用下其剖面不同粒径废渣中有机质、全氮、碱解氮、全磷含量高于黑麦草.As、Cu、Pb、Zn含量随着废渣深度增加呈先降低后增加的趋势,且其在表层废渣（0~20 cm）中的含量高于深层废渣（20~60 cm）.除As外,Cd、Cu、Pb、Zn的含量总体表现为随废渣粒径增大而降低.两种植物修复作用下,酸可交换态As、Cd、Cu、Zn占比均随废渣剖面深度增加而增加,酸可交换态Cd、Cu、Pb、Zn占比均随废渣粒径增大而增加.综上,三叶草和黑麦草参与下垂直剖面上不同粒径废渣养分及重金属含量分布特征具有明显的差异.     

黔西北土法炼锌废渣堆场修复植物叶片和废渣的生态化学计量特征

为探讨土法炼锌废渣堆场实现生态修复后废渣-植物系统中植物内稳性以及不同植被类型与氮磷限制的关系,选择黔西北威宁县猴场镇已开展生态修复达4年的土法炼锌废渣堆场为研究区域,以废渣堆场上生长良好的5种优势乔灌草植物即构树（Broussonetia papyrifera）、柳杉（Cryptomeria fortunei）、大叶醉鱼草（Buddleja davidii）、芦竹（Arundo donax）、三叶草（Trifolium repens L）为研究对象,研究5种优势植物在铅锌废渣堆场中碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）的生态化学计量特征及其相互关系。结果表明：不同优势植物修复的废渣中C、N含量较高,P、K含量较低,三叶草废渣中N、P含量显著高于其他植物（p<0.05）,有效氮、有效磷与速效钾表现为三叶草废渣较高,柳杉较低;各元素化学计量特征表现为C∶P > C∶K > C∶N > N∶P > N∶K > P∶K,三叶草废渣中N∶K、P∶K显著高于其余四种植物。5种植物叶片中N含量整体较低,草本植物三叶草N、P、K含量明显高于其余几种植物;通过叶片N∶P分析表明,除三叶草生长受P限制,其余4种植物生长都受N限制。废渣与植物叶片中养分含量间的相关性表明,植物叶片中N、P、K含量分别与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈显著正相关（p<0.05）。除叶片N∶P与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈正相关外,叶片中其余元素间的化学计量比均与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈负相关,其中叶片C∶K、P∶K与废渣中有效态养分（N、P、K）含量呈极显著负相关（p<0.01）。因此,废渣中N、P、K的有效性显著影响着植物叶片中N、P、K的含量及生态化学计量特征。     

基于Illumina RNA-Seq分析的三种内分泌干扰物对斑马鱼神经毒性效应与机制

三氯生、三氯卡班和双酚A均具内分泌干扰作用,但从转录组学层面上揭示其靶分子及神经毒性机制鲜有报道,因此,本文借助RNA-Seq测序获得它们暴露斑马鱼幼鱼的转录组数据,基于生物信息分析证明:三种药物暴毒组差异表达基因(DEGs)的GO功能和KEGG代谢途径富集在生物过程、细胞组成和分子功能上,富集的DEGs数量和功能均不同,在神经相关途径上均有富集,但具体信号通路和途径不同.PPI网络节点关联度计算发现:富集在神经通路的Hub基因也不同,且与神经标志功能基因之间存在丰富间接的互作网络.将DEGs与TCGA数据库中胶质母细胞瘤GBM突变基因整合,证实其环境暴露均有诱发GBM风险,但发生途径和调控信号通路不同,故从分子水平上解析了三种污染物诱导神经毒性机制的根源.     

苯醚甲环唑对斑马鱼抗氧化酶的影响

以斑马鱼为模式生物研究了三唑类杀菌剂苯醚甲环唑对斑马鱼脑和肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽还原酶(GR)四种抗氧化酶活性的影响.结果发现:苯醚甲环唑暴露后,斑马鱼脑中CAT酶活性随暴露时间延长呈现出先升高后降低的趋势.50μg/L及更高浓度的苯醚甲环唑能够显著抑制斑马鱼脑和肝脏中GPx的活性,且对脑中GPx活性的抑制程度更强.另外,500μg/L苯醚甲环唑处理后,斑马鱼肝脏和脑中GR活性表现出不同的变化趋势,肝脏中GR活性下降,而脑中GR活性升高.上述结果表明50μg/L的苯醚甲环唑即可影响斑马鱼的抗氧化系统,其对农业水域中的鱼类影响值得重视.     

不同类型凋落物对土壤有机碳矿化的影响

通过实验室凋落物培养试验,对南京紫金山地区4种典型植被凋落物的分解差异进行了比较研究.结果表明,含凋落物土壤有机碳矿化包含快速分解和缓慢分解2个过程,前者日均分解量大持续时间短,后者与之相反.4种含凋落物土壤在培养初期矿化速率迅速达到最大,大小依次为狗牙根凋落物土壤(CK+BMD) (23.88±0.62) mg·d^-1、马尾松凋落物土壤(CK+PML)(17.93±0.99) mg·d^-1、麻栎凋落物土壤(CK+QAC) (15.39±0.16) mg·d-1和青冈栎凋落物土壤(CK+CGO)(7.26±0.34) mg·d^-1,相互间差异均达到显著水平(p<0.05),此顺序与凋落物初始化学元素组成关系不明显.培养3个月,含凋落物土壤有机碳累积矿化量分别为：(CK+BMD)(338.21±6.99) mg、 (CK+QAC)(323.48±13.68) mg、 (CK+PML)(278.34±13.91) mg和(CK+CGO) (245.21±4.58) mg.从凋落物自身分解率分析,4种凋落物在培养期间共释放了198.17～297.18 mg的CO₂-C,占到加入凋落物中有机碳总量的20.29%～31.70%.对有机碳矿化速率和累积矿化量变化趋势分析后发现,乘幂曲线模型能很好地描述其变化,且相关性较好.     

双酚F和双酚S联合暴露下的斑马鱼富集及神经毒性

为探究双酚F（BPF）和双酚S（BPS）联合暴露下斑马鱼富集及神经毒性,进行为期14d的1,10,100,1000 μg/L BPF和BPS的单一或联合暴露.结果表明,BPF和BPS在斑马鱼组织内的富集水平与暴露浓度和暴露时间呈正相关,BPF富集能力高于BPS,BPF和BPS联合暴露降低了斑马鱼对BPS的富集水平,但对BPF富集水平的影响较小.脑组织中的富集水平低于肠道但远高于肌肉.以脑为目标组织进行了毒性研究,结果表明,BPF诱导的丙二醛（MDA）、8-羟化脱氧鸟苷（8-OHdG）、白细胞介素1β（1L-1β）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）等氧化损伤和炎症指标水平高于BPS,且联合暴露存在毒性增强效应.但BPS对皮质醇（COR）、肾上腺素（EPI）和乙酰胆碱酶（AChE）等神经毒性标志物和Syn2a、MBP、Gfap、MAP2、NSE2和S-100B等神经功能有关基因的毒性效应影响高于BPF,联合暴露削减了对AChE、COR和EPI等的影响.     

不同类型锰矿废渣浸提条件下重金属释放特征及其对植物种苗生长的影响

通过对贵州省遵义市长沟锰矿区不同类型废渣（矿井废石、冶炼渣、电解锰渣、新尾矿、旧尾矿）进行调查与采样分析,探讨浸提条件下重金属的释放特征及其对种苗生长的影响。结果表明：不同类型废渣浸出液中主要污染物是Mn、Zn,浓度范围分别为0．1172～82．99mg／L、0．2232～23．85mg／L,其次为Cd、Hg;电解锰渣和新尾矿属于危险废物。电解锰渣浸出液对幼苗的根长、芽长以及发芽率、发芽势有显著的抑制作用;物种耐性由强到弱的大小顺序为油菜〉黑麦草〉紫花苜蓿。     

西南喀斯特土地利用变化对植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响

以贵州关岭花江喀斯特峡谷原生林、灌木林、草地和坡耕地这4种典型土地利用方式下的凋落物-土壤为研究对象,研究土地利用变化对西南喀斯特植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响及其驱动机制.结果表明,4种不同土地利用方式的凋落物-土壤C、N、P含量和土壤酶活性存在显著差异.与其他区域相比,凋落物和土壤分别具有高C低N高P、低C低N高P的格局.脲酶、蔗糖酶和淀粉酶表现出原生林灌木林草地坡耕地,碱性磷酸酶则是原生林灌木林坡耕地草地.未来的生态建设应重视原生林的保护.土壤养分受凋落物C、N、P及其计量比的显著影响,但土壤酶活性与凋落物无显著联系.冗余分析表明,土壤酶活性与土壤TN、SWC、C∶N极显著相关(P 0. 01),与p H和N∶P显著相关(P 0. 05),重要性大小依次为TN SWC C∶N p H N∶P.     

磷石膏浸出液对斑马鱼的急性毒性及氧化应激损伤

以斑马鱼(Danio rerio)为受试鱼种,研究了磷石膏浸出液对水生生物的急性毒性及亚致死浓度下对斑马鱼肝脏、肌肉和鳃中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和丙二醛(MDA)的影响,以及96 h后肝脏和鳃组织病理变化.结果表明,磷石膏浸出液中总磷、氟化物和Cd、Cr、Pb、Hg...     

微塑料对斑马鱼胚胎孵化影响及其在幼鱼肠道中的积累

微塑料在环境中的广泛存在引起了研究者对其潜在的生物影响的关注.为评价微塑料对水生生物的影响,本文以模式生物斑马鱼胚胎及其幼鱼为研究对象,探究了两种粒径不同的微塑料:粒径0.5 pm的红色荧光标记聚苯乙烯微塑料(0.5RF-PM)和粒径10 pm的绿色荧光标记聚苯乙烯微塑料(10GF-PM)对斑马鱼胚胎发育的影响及其在出...     

新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究

具有较好水溶性的碘代乙酸是新型饮用水消毒副产物,其对水生生物的毒效应及机理备受关注.肝脏是鱼类发挥解毒作用的的主要组织,极易受化学污染物影响.本研究以模式水生动物斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,采用半静态换水法,研究了碘代乙酸急性暴露诱导鱼体解毒功能组织氧化损伤的毒效应机理.暴露96 h后,相对于对照组,不同剂量碘代乙酸(1μg·L-1、10μg·L-1和100μg·L-1)暴露导致斑马鱼肝脏组织活性氧和丙二醛含量明显增加;超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S转移酶活性增强,而过氧化氢酶活性降低;肝脏解毒过程标志性基因CYP1A、CYP3A和GST在mRNA水平表达量不断增加;这些指标的变化都呈现明显的剂量-效应特征.上述研究表明,饮用水消毒过程形成的碘代乙酸对水生生物具有明显的氧化应激效应,鱼体肝脏组织解毒功能基因相对于其它指标更敏感,可作为生物标志物.此外,应当加强饮用水消毒工艺研究,减少碘代乙酸等消毒副产物的形成以降低其对水生生态系统的潜在危害.     

麻黄碱在斑马鱼体内的器官特异性蓄积及毒代动力学

麻黄碱(ephedrine,EPH)是一种生物碱,用于减轻感冒、过敏性鼻炎、鼻炎及鼻窦炎引起的鼻充血症状,控制支气管哮喘等,同时还是制造毒品冰毒的原料.EPH已经在地表水中广泛检出,并可能对水生生物甚至生态系统产生不利影响.但目前,EPH在水生生物中的摄取、器官分配和毒代动力学过程还没有受到关注.本研究中将斑马鱼(Da...     

三氯卡班环境暴露对斑马鱼神经行为的影响

为了探究三氯卡班(TCC)对脊椎生物神经行为的干扰及机制, 以脊椎模式生物斑马鱼为研究对象, 分别评判了TCC亚致死剂量急性暴露对幼鱼的神经发育毒性及慢性暴露对成鱼神经行为的影响.结果表明: TCC亚致死剂量急性暴露造成斑马鱼胚胎及幼鱼自主运动活力减少, 对声光刺激的敏感程度下降.吖啶橙凋亡染色表明, TCC诱导幼鱼头肾、脑部和眼睛等多部位发生细胞过度凋亡.通过扫描电镜观察, 侧线神经丘形态畸形, 发育受到抑制, 毛细胞团数量减少且排列紊乱.成鱼行为学试验结果显示, TCC长期暴露的成鱼过度焦虑及恐慌, 避险和警惕能力下降, 并表现出自闭, 不愿社交, 显著影响斑马鱼的记忆力、学习能力和辨别认知功能.     

4-氯-3-甲基苯酚(PCMC)暴露对成年斑马鱼内源性物质的影响

建立了 4-氯-3-甲基苯酚(PCMC)的水生生物斑马鱼暴露毒理学模型,研究了斑马鱼PCMC暴露后内源性代谢物的变化.同时,在斑马鱼PCMC半数致死浓度LC50的基础上,以1/10 LC50为暴露浓度进行代谢组学分析.最后,经超高效液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱(UHPLC-Triple-TOF-MS)检测,结合主...     

不同官能团微塑料对斑马鱼胚胎菌群和代谢功能的胁迫效应

为探究官能团修饰对微塑料生物效应的影响规律和机制,分析了3种聚苯乙烯微塑料（PS、PS—NH₂和PS—COOH）在斑马鱼（Danio rerio）胚胎内的累积特征,并利用微生物组学和代谢组学相结合的分析技术,解析了斑马鱼幼鱼体内代谢功能及微生物群落的响应规律.结果显示,3种微塑料都可以在斑马鱼体内产生累积,其含量范围为143~175 μg·g^-1,且不存在明显差异性.斑马鱼胚胎绒毛膜是微塑料早期暴露的主要累积场所,但不能有效阻止小粒径微塑料的穿透.未修饰的PS明显影响了斑马鱼幼鱼体内氨基糖苷类的代谢能力,PS—NH₂主要对氨基酸的代谢过程产生了影响,而PS—COOH则主要作用于三羧酸循环、氨基酸及糖酵解等代谢通路.3种微塑料均导致了斑马鱼幼鱼体内代谢功能的变化,从而对斑马鱼产生了毒性效应,而微塑料的官能团修饰则加强了这一影响程度.与对照组相比,PS—NH₂明显降低了斑马鱼幼鱼体内的微生物群落的多样性,显著增加了变形菌门（Proteobacteria）的占比,导致斑马鱼幼鱼体内的菌群失衡,从而引起鱼体代谢功能的紊乱.微塑料的官能团修饰可能会明显改变其对生物体的胁迫效应,导致难以预测的生态风险.     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对斑马鱼卵黄蛋白原mRNA水平的影响

为了研究环境低剂量全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate,PFOS）对水生生物的内分泌干扰效应和可能的作用机制,测定了PFOS对斑马鱼（Brachydanio rerio）肝脏中卵黄蛋白原（vitellogenin,VTG）mRNA水平的影响.将斑马鱼暴露于4个PFOS的环境低剂量浓度组（0.1、1、10、100μg.L-1）中进行21d毒性试验,收集肝脏样品,提取RNA,采用荧光定量PCR（qRT-PCR）分别检测VTG1和VTG3的mRNA水平.结果表明：①PFOS暴露引起雄性斑马鱼肝脏VTG1和VTG3 mRNA水平升高,VTG1 mRNA水平升高与剂量呈正相关,在100μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异;VTG3的mRNA水平变化与剂量呈倒U型曲线,呈现典型的毒物刺激荷尔蒙效应,在10和100μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异;②PFOS暴露引起雌性斑马鱼肝脏中VTG1 mRNA水平升高,在10μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异,但在高浓度（10和100μg.L-1）处试验结果误差较大;VTG3 mRNA水平只在10μg.L-1暴露浓度处升高,但相比于对照组均没有显著性差异.试验结果表明PFOS暴露对斑马鱼的内分泌干扰作用明显,其毒性作用机制可能是类雌激素效应,而肝脏中VTG1和VTG3mRNA水平可能作为PFOS内分泌干扰效应评价的敏感生物标志物,但VTG1和VTG3 mRNA水平的响应曲线呈现基因亚型和性别差异.