抗生素和纳米银对大肠杆菌耐药性的联合效应

以大肠杆菌（E.coli）为模式生物,研究了磺胺类抗生素（SAs）和纳米银（AgNPs）在单一或联合作用下对RP4质粒接合转移效应及E.coli突变效应的影响,并对联合作用方式进行了判别,基于分子对接技术和线性回归分析,探讨了两种效应的机制及其与毒性效应的关系.结果表明,在较低浓度范围内,所测12种SAs以及AgNPs在单一或联合暴露下对接合转移和突变均有促进作用,12组SAs-AgNPs混合物对接合转移频率促进率峰值的最大值和最小值分别为105.32%和46.96%,对突变体促进率峰值的最大值和最小值分别为1410.25%和238.38%.此外,SAs和AgNPs联合暴露对RP4质粒接合转移效应主要表现为协同作用,对E.coli突变效应主要表现为拮抗作用,且接合转移效应、突变效应与毒性效应之间具有良好的相关性.     

抗菌剂对大肠杆菌浓度依赖的联合耐药效应

选择磺胺增效剂(SAPs)、纳米银(AgNPs)以及磺胺(SAs)3类常用抗菌剂,研究了SAPs-AgNPs、SAPs-AgNPs-SAs对大肠杆菌(E.coli)的联合耐药效应,利用突变单位法(MU)和质粒接合转移单位法(CTU)判别了混合抗菌剂在不同浓度下的联合耐药作用模式.结果表明,3组SAPs-AgNPs和9组SAPs-AgNPs-SAs表现出浓度依赖的联合耐药效应,即对E. coli突变促进效应的联合作用模式主要表现为拮抗,对E. coli质粒接合转移促进效应的联合作用模式随浓度由拮抗变为协同,推测这与抗菌剂的作用机制有关.较单一抗菌剂,SAPs-AgNPs、SAPs-AgNPs-SAs混合抗菌剂在低浓度时降低了细菌耐药性风险,在高浓度时降低了抗性基因(ARGs)的产生风险但增加了ARGs的传播风险.     

混合抗生素对大肠杆菌耐药性的联合诱导效应

群体感应抑制剂（quorum sensing inhibitors,QSIs）作为一类新型抗生素,具有广阔的应用前景,目前已被使用在水产养殖、污水治理和农作物病害防治等领域中,其与传统抗生素极有可能在环境中共存。因此,有必要探究QSIs与传统抗生素对细菌耐药性的联合效应。以往的研究往往采用单位法探究固定浓度下混合抗生素的联合耐药效应,但单位法无法在较大浓度范围评价其联合耐药风险。该研究以RP4质粒接合转移表征细菌耐药性的传播,将独立作用模型（independent action,IA）应用到联合耐药作用的判别中,以喹诺酮（quinolones,QNs）作为传统抗生素的代表,探究了QSIs与QNs对大肠杆菌（Escherichia coli）RP4质粒接合转移的联合效应。结果表明,15组QSIs-QNs混合物均能诱导E. coli产生接合转移效应,混合物的最大促进率在23.32%～73.07%。对比IA曲线与混合物对E. coli接合转移的剂量-效应曲线的位置关系,发现QSIs-QNs对E. coli的联合接合作用均表现出浓度依赖特征,即混合物促进E. coli接合转移频率时的联合作用模...     

“鸡尾酒”式混合抗生素对细菌耐药性的影响

选择四环素、磺胺、磺胺增效剂3类常用抗生素, 以其对大肠杆菌(E. coli)的单一兴奋效应(hormesis)最大促进效应对应浓度(HC_max)配制等HC_max比的二元及三元混合体系, 探究混合体系对细菌生长和耐药性(突变、质粒接合转移)的联合效应.结果表明, 二元混合抗生素对E. coli生长和接合转移频率起到协同抑制, 对E. coli的突变频率起协同刺激; 三元混合抗菌剂对这三种效应均协同抑制.因此, 推测二元混合体系会导致毒性和耐药性风险同时增加; 三元混合体系会导致毒性风险增加、耐药性风险降低.     

亚剂量抗生素诱导抗性基因水平迁移

为探究亚剂量抗生素诱导下编码广谱β-内酰胺酶(extended-spectrum β-lactamase,ESBL)基因的接合转移(conjugation),使用从新加坡主要医院的废水中直接分离的可合成ESBL的铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)和大肠杆菌(E.coli)菌株作为ESBL编码质粒的供体,以携带绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)基因的耐氯霉素(chloramphenicol,CHL)大肠杆菌SCC1(E.coli SCC1)作为受体,借助响应面分析,检测并分析了携带有ESBL编码基因的质粒在亚剂量水平的四环素(tetracycline,TC),磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole,SMZ)和头孢他啶(ceftazidime,CAZ)单一暴露和共同暴露时,从供体菌株接合传递至受体菌株的特征.结果发现,ESBL编码质粒可在无诱导抗生素胁迫下,以平均0.001 5和0.004 2的频率分别由铜绿假单胞菌和大肠杆菌供体接合转移至受体大肠杆菌SCC1菌株,具有较低的"适应性代价",并在质量浓度低于最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)的抗生素暴露下更易在大肠杆菌菌株之间传递.大肠杆菌菌株之间的接合转移显著发生在质量浓度低于0.03 mg·L~(-1)的TC与质量浓度低于0.002 mg·L~(-1)的CAZ单一暴露或共同暴露时,并可被亚MIC的TC显著抑制.铜绿假单胞菌与大肠杆菌间的接合转移可在5倍MIC的TC、CAZ共同暴露时被显著诱导,未检测到亚MIC水平抗生素对其的促进作用.     

两种粒径纳米银对Nitrosomonas europaea的毒性效应

为明晰不同粒径纳米银（AgNPs）对欧洲亚硝化毛杆菌（Nitrosomonas europaea）的毒性效应,采用室内培养方式,探究10nm和50nm的AgNPs对N.europaea生长、氮转化能力、细胞结构、活性氧生成和功能基因表达的影响.结果表明,AgNPs暴露抑制N.europaea生长,随着暴露时间的延长,细菌生长抑制率增加,在4h达到最大值;培养基中NH₄⁺向NO₂^-转化速率减缓,N.europaea的铵态氮转化能力降低;扫描电镜（SEM）图像显示AgNPs造成部分细菌表面塌陷且有孔洞,细胞膜受损严重;透射电镜（TEM）图像显示AgNPs造成细菌内部核物质消融,细胞质膜界限模糊;流式细胞仪（FCM）检测发现AgNPs增加细胞内活性氧的生成;qRT-PCR技术对AgNPs暴露后N.europaea功能基因amoA、hao、merA表达进行测定,发现AgNPs抑制N.europaea功能基因的转录表达.综上所述,AgNPs通过与细胞膜相互作用和产生氧化应激损伤N.europaea,抑制amoA和merA的表达,进而影响铵态氮转化过程,且小粒径AgNPs的毒性强于大粒径.     

砷和二氯乙酰胺联合暴露下斑马鱼脏器富集及毒性的性别二态性研究

砷（As）是全球性毒害污染物,可与消毒副产物共存于水环境中,但目前缺乏两者对水生生物的系统联合毒性效应评估数据.本研究选用毒性较强的含氮消毒副产物—二氯乙酰胺（DCAcAm）为代表,研究其与无机三价As在不同性别成年斑马鱼肝脏、肠道、脑和鳃等器官中的联合毒性效应.结果表明,100 μg·L^-1 As和300 μg·L^-1 DCAcAm单一和联合暴露主要累积于肝脏,并在肝脏诱导最强的氧化损伤及炎症反应.As单一暴露对雌性斑马鱼表现出更强毒性,而DCAcAm单一暴露则在雄性斑马鱼中诱导更强毒性,两者的联合毒性效应在两种性别斑马鱼肝脏中均减弱.在雄性斑马鱼肠道、脑和鳃中,As和DCAcAm的毒性效应相互独立;而在雌性斑马鱼脑和鳃中联合毒性减弱,肠道中联合毒性增强.本研究结果可为As和DCAcAm联合毒性评估及健康风险评价提供数据支撑,对DCAcAm暴露的性别二态性响应的首次表征,可为DBPs类污染毒性效应评估提供另一维度的参考数据.     

漓江流域桂林市区段有机磷农药和磺胺类抗生素的复合污染及其生态风险

为研究漓江流域桂林市区段的有机磷农药(OPs)和磺胺类抗生素(SAs)残留量和生态风险,在平水期、枯水期和丰水期采集流域水样,采用超高效液相色谱三重四级杆质谱联用仪对水样中目标污染物进行分析. 结果表明:①漓江流域桂林市区段水体检出敌百虫(TRC)、毒死蜱(CHP)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、磺胺二甲嘧啶(SM2)和磺胺甲恶唑(SMZ),浓度分别为nd~17.2、nd~2.32、0.05~20.6、0.07~15.37和0.87~17.48 ng/L (nd为未检出). ②SAs和OPs残留量随时间呈规律性变化,SAs浓度表现为丰水期>平水期>枯水期,OPs浓度表现为枯水期>平水期>丰水期. ③使用蛋白核小球藻对单一及其混合物进行毒性试验,得出OPs和SAs五元混合物对蛋白核小球藻的联合毒性在低于5%和19%~21%效应范围内呈现加和作用,5%~19%效应范围呈现协同作用,21%~26%效应范围内呈现拮抗作用,混合物在环境中检出最高浓度时对蛋白核小球藻的毒性产生加和作用. ④基于整体混合物风险熵的风险评估结果,漓江流域桂林市区段OPs和SAs混合污染对蛋白核小球藻产生中等生态风险;而基于单一污染物风险熵计算的混合物风险熵结果,OPs和SAs混合污染对蛋白核小球藻无生态风险,低估了混合污染物实际风险. 研究显示,不同方式获得的污染物预测无效应浓度对风险评估结果产生明显差异.      

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.     

四氯乙烯和对二氯苯对草鱼的联合毒性

采用水生污染暴露试验和水生毒理联合效应相加指数法,研究了四氯乙烯(PCE)和对二氯苯(P-DCB)对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的单一毒性与联合毒性.结果表明,PCE和P-DCB的单一毒性均为高毒,且P-DCB的毒性大于PCE.PCE和P-DCB对草鱼的联合染毒在浓度1:1时,暴露时间为24,48,72,96h的相加指数(AI)分别为0.26,0.37,0.78,0.98,联合毒性为相加作用.PCE与P-DCB对草鱼的联合染毒在毒性1:1时,暴露时间为24,48,72,96h的AI分别为-0.15,0.24,0.83,1.30,联合毒性主要是相加作用,但是随着染毒时间的延长,联合毒性由相加作用向协同作用转变.     

接合子细胞强化对生物反应器降解2，4-D效应研究

研究了接合性质粒pJP4在2株纯菌E．coliDH5α、Alcaligenes sp．及好氧颗粒污泥混合菌群中的水平转移情况,并以获得pJP4质粒的接合子Alcaligenes sp．：：pJP4为强化菌种,考察了接合子细胞强化对好氧颗粒反应器和生物膜反应器中难降解有机物2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）的去除效应．结...     

氯消毒对产ESBLs菌β-内酰胺酶类抗性基因接合转移的抑制作用

以产超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）的大肠杆菌T413和NK5449分别作为供体菌和受体菌进行接合试验,研究氯消毒处理供体菌对β-内酰胺酶类抗性基因接合转移的抑制作用.结果表明,供体菌质粒上的bla_CTX-M和bla_TEM基因可接合转移至受体菌,接合转移频率为6.57×10^-2.当氯消毒接触时间为30min,有效氯浓度在0.25~1.5mg/L时,接合转移频率未出现数量级的降低,而有效氯浓度为2mg/L时,接合转移频率则骤降至2.02×10^-5.在CT值为60（mg·min）/L的各种组合中,4mg/L×15min对接合转移的抑制效果最佳.氯消毒后的供体菌数量与接合转移频率呈正相关.经高剂量氯消毒后的供体菌具有较高的再生长率,但接合转移频率却很低.高剂量氯消毒会损伤供体菌菌体结构和功能,使胞外分泌物减少,阻碍质粒传递.     

Effect of excessive cadmium chloride on the plasmids of E. coli HB 101 in vivo

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣａｄｍｉｕｍｉｓｏｎｅｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｕｔａｎｔｓ．Ｉｔｉｓｖｅｒｙｔｏｘｉｃｔｏｂｉｏｌｏｇｙ（Ｂａｒｂｅｒ，１９９４；Ｃｏｌａｒｄ，１９９０；Ｇｏｙｅｒ，１９９５；Ｎａｓｓｉｒｉ，...     

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

温瑞塘河沉积物的生物毒性表征研究

利用淡水型发光细菌青海孤菌的一个变种Q67和热带爪蟾胚胎对温瑞塘河沉积物浸出液生物毒性检测分析.沉积物相对发光强度平均值为63.3%,属中等生物毒性,最高发光强度为81.9%,最低发光强度为40.6%.沉积物浸出液的发育毒性结果为胚胎平均孵化率75.98%,最低点为42.5%,最高点为100%;胚胎成活率平均值为83.77%,最低值为66.25%,最高值为100%;平均致畸形率为16.6%,4个采样点无致畸现象,最大致畸性率为36.3%;爪蟾的平均体长为3.58cm,最小体长2.64cm,最大体长4.06cm.工业园区、城市生活与工厂混杂区,河流交汇且易于沉积区域生物毒性大,在源头区及单一生活污染区生物毒性小.     

纳米银在环境水样和实验介质中的理化性质和毒性效应

纳米银在自然环境中的理化性质可能严重影响其环境效应,本文的目的是为了比较纳米银在自然水样和实验介质条件下的理化性质和毒性效应.实验表征了粒径4 nm表面包裹物为油胺的纳米银,在不同介质条件下的粒径和团聚性,并进一步研究了不同环境介质条件下纳米银暴露对枯草芽孢杆菌的毒性效应.透射电镜照片显示油胺包裹的4 nm纳米银在环境介质中发生明显团聚.油胺包裹的4 nm纳米银暴露会抑制培养基中细菌的生长速率,降低生理盐水溶液中细菌的存活率.纳米银在实验条件下对细菌的毒性呈一定剂量效应关系,但是在环境水样中剂量效应关系不明显.低浓度纳米银在环境水样中的毒性比其在实验介质中弱.纳米银的透析袋暴露实验中,细菌的存活率有显著提升,揭示纳米银与细菌的直接相互作用对毒性效应有重要作用.与实验条件的培养基和生理盐水介质相比,环境水样中的纳米银更趋向以团聚形式存在,与细菌的相互作用几率减小,因此纳米银在环境介质中对细菌的毒性会降低.     

Metabolites change of Scenedesmus obliquus exerted by AgNPs

With increasing emission of silver nanoparticles (AgNPs) into the environment, it is important to understand the effects of ambient concentration of AgNPs. The biological effects of AgNPs on Scenedesmus obliquus, a ubiquitous freshwater microalgae, was evaluated. AgNPs exerted a minor inhibitory effect at low doses. Non-targeted metabolomic studies were conducted to understand and analyze the effect of AgNPs on algal cells from a molecular perspective. During the 48?hr of exposure to AgNPs, 30 metabolites were identified, of which nine had significant changes compared to the control group. These include d-galactose, sucrose, and d-fructose. These carbohydrates are involved in the synthesis and repair of cell walls. Glycine, an important constituent amino acid of glutathione, increased with AgNP exposure concentration increasing, likely to counteract an increased intracellular oxidative stress. These results provide a new understanding of the toxicity effects and mechanism of AgNPs. These metabolites could be useful biomarkers for future research, employed in the early detection of environmental risk from AgNPs.