亚砷酸钠对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

利用植物根尖细胞微核技术,研究不同质量浓度的亚砷酸钠(0.3 mg/L,1.0 mg/L,3.0 mg/L,10.0 mg/L,30.0 mg/L)对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应.研究结果表明,用亚砷酸钠处理12 h后,可诱发蚕豆(亚砷酸钠质量浓度0.3～30.0 mg/L)和洋葱(亚砷酸钠质量浓度1.0～30.0 mg/L)根尖细胞遗传损伤,使根尖细胞微核率增加、分裂指数下降.在一定处理浓度范围内(蚕豆的为0～3.0 mg/L; 洋葱为0～10.0 mg/L),细胞微核率与处理浓度呈正相关(p＜0.01); 分裂指数与处理浓度呈负相关(p＜0.01).研究表明,亚砷酸钠能引起植物细胞遗传物质损伤,因此,可利用蚕豆和洋葱根尖细胞微核技术检测环境中的砷污染.     

苯并[a]芘诱导阿部鲻虾虎鱼细胞色素P4501A1表达的研究

为了解苯并[a]芘(BaP)对鱼类细胞色素P4501A1(CYP1A1)表达的影响,以阿部鲻虾虎鱼(Mugilogobius abei)为试验材料,研究BaP诱导前后鱼体各组织CYP1A1表达情况和质量浓度为0.005 mg/L、0.025 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、2mg/L BaP暴露后肝脏CYP1A1表达情况。结果表明:CYP1A1基因在正常鱼体的鳃、肌肉、肝脏、脾脏、心脏组织中均有表达,其中肝脏中表达量最高;BaP诱导后,在鳃、肝脏、心脏中表达量分别升高到诱导前的1.3倍、21.6倍和1.3倍;肝脏CYP1A1基因表达量在5 h、12 h、24h分别为诱导前的1.8倍、4.9倍和21.6倍;不同质量浓度BaP暴露24 h后,肝脏CYP1A1基因和蛋白表达量比对照组均有显著性升高(p0.05),0.1 mg/L暴露组表达量均最高。研究表明,BaP对CYP1A1具有较强的诱导作用,阿部鲻虾虎鱼CYP1A1变化适于作为BaP暴露的敏感生物标志物,可以用来显示暴露于多环芳烃有机污染物鱼类的生活状态。     

不同生长期加拿大蓬挥发油对蚕豆保卫细胞的毒性效应

为探讨入侵植物加拿大蓬(Erigeron canadensis L.)的化感作用机制,以蚕豆(Vicia faba L.)叶下表皮为材料,研究了营养期和生殖期加拿大蓬挥发油各1μL、2μL、3μL、4μL、5μL分别处理保卫细胞10 min、20 min、30 min后产生的毒性效应。结果表明:挥发油处理后保卫细胞大量死亡,核形态发生较大改变;细胞死亡率和核异常率显著上升(p0.05),与处理剂量和时间呈正相关(p0.01);营养期挥发油处理后细胞的死亡率和核异常率总体高于生殖期;加入泛Caspase抑制剂后,细胞死亡率显著降低(p0.05)。研究表明,加拿大蓬挥发油引起的保卫细胞死亡为Caspase依赖性的细胞凋亡,营养期挥发油的化感胁迫效应比生殖期更强。结合GC-MS分析可见,不同生长期加拿大蓬挥发油毒性的差异可能与其化感物质的组成和含量差异有关。     

离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑诱发金鱼血红细胞微核和核异常的研究

采用急性毒性试验方法,用不同浓度的离子液体--溴化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim]Br)浸泡4月龄金鱼( Carassius auratus ),急性染毒后测定金鱼外周血血红细胞微核率和核异常率,研究离子液体对金鱼的遗传毒性.通过预试验获得[C8mim]Br对金鱼的24 h半致死质量浓度(LC50)为295 mg/L,根据LC50设计6个试验组,包括2个对照组(阴性对照组和阳性对照组)和4个处理组,其中处理组离子液体的质量浓度分别为 14.8 mg/L、29.5 mg/L、59 mg/L和147.5 mg/L.每组5只金鱼,暴露试验共持续96 h,分别在12 h、24 h、48 h、72 h和96 h取样,测定血红细胞微核率和核异常率.结果表明,[C8mim]Br能诱发金鱼外周血血红细胞产生微核和核异常.[C8mim]Br对外周血血红细胞微核和核异常的诱导存在明显的剂量-效应关系,即一定浓度范围内微核率和核异常率随着离子液体处理浓度的增加而升高.此外,微核率和核异常率还随着处理时间的延长而逐渐升高,在处理48～72 h时达到最高峰;继续处理,96 h后微核率和核异常率降低.研究表明,离子液体[C8mim]Br对金鱼具有遗传毒性.     

Cd2+胁迫对文蛤鳃组织SOD、CAT活性及MDA含量的影响

为了解不同质量浓度的Cd2+对水生动物的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脂质过氧化的影响,以文蛤为研究材料,采用室内模拟试验的方法,依据Cd2+对文蛤96h半致死质量浓度(LC50),设置4个Cd2+胁迫组,胁迫质量浓度分别为0.41 mg/L( 1/32LC50)、0.82 mg/L(1/16 LC50)、1.65 mg/L(1/8 LC50)、3.30 mg/L( 1/4LC50),并设置对照组,每组3个平行.研究不同质量浓度的Cd2+对文蛤鳃组织SOD、CAT活性和MDA含量的影响.结果表明:文蛤鳃组织SOD活性在0.41 mg/L和0.82 mg/L胁迫下,试验前期(0～48 h)呈现诱导效应,试验后期(48～96 h)呈现抑制效应,其余胁迫质量浓度在试验过程中均对文蛤鳃组织SOD活性呈现抑制效应;CAT活性在低质量浓度(0.41 mg/L)胁迫下出现阶段性抑制效应,接着呈现诱导-抑制过程,中高质量浓度在整个过程呈现诱导-抑制的过程;经过96h的胁迫试验,各胁迫组文蛤鳃组织中MDA含量显著上升(p＜0.05),Cd2+对MDA的诱导作用显著且存在剂量-效应关系.     

硫酸铜和氰戊菊酯对斑马鱼急性毒性试验

为探究重金属和农药对斑马鱼的毒性与安全评价,选用硫酸铜、氰戊菊酯对斑马鱼进行急性毒性试验,以24～96h半致死浓度(LC50)判定斑马鱼对这两种药物的敏感性.结果表明,硫酸铜24 hLC50、48h LC50、72 h LC50、96h LC50分别为12mg/L、7.9 mg/L、6.8mg/L、5.4 mg/L;氰戊菊酯24 h LC50、48h LC50、72h LC50、96h LC50分别为1.2×10-4 mg/L、0.9×10-4 mg/L、0.9×10-4 mg/L、0.9×10-4 mg/L; 硫酸铜安全质量浓度为1.03mg/L,氰戊菊酯为1.52×1O-5 mg/L.参照我国化学物质对鱼类毒性分级标准,判定硫酸铜对斑马鱼急性毒性为Ⅱ级,氰戊菊酯对斑马鱼急性毒性为Ⅰ级.     

不同粒径的大气细颗粒物对A549细胞的毒性研究

研究了不同粒径的大气细颗粒物对人肺癌上皮细胞A549的生物学效应,探讨了大气中细颗粒物粒径与细胞毒性的关系。采集杭州市大气中不同粒径的细颗粒物,制备成不同粒径的颗粒物总悬浮液,将A549细胞暴露于该制备液24 h后,测定细胞活力(MTT法)和培养液上清液中的LDH含量;并选择最佳浓度为后续暴露剂量,测定ROS生成量,评价不同粒径大气细颗粒物对细胞损伤效应。此外,还采用RTPCR测定凋亡基因P50、BAX、BCL-2表达情况。不同粒径的细颗粒物均显著抑制A549细胞活力,LDH显著增多,并存在剂量-效应关系;最佳染毒质量浓度为10μg/m L;ROS的生成量和各个凋亡基因的mRNA表达量均高于对照组。大气中不同粒径的细颗粒物均能对A549细胞产生毒性,并且随粒径增加,颗粒物对细胞的毒性呈降低趋势。     

黑土对四溴双酚A的吸附热力学特征

为了探明四溴双酚A(TBBPA)在黑土中的吸附行为,采集吉林松源农田表层(0~20 cm)的黑土样品,研究了p H值、离子强度(Ca Cl2)、温度等条件对黑土吸附0.1~10 mg/L TBBPA的影响。结果表明,TBBPA在黑土中的吸附过程可以分为快速吸附阶段(0~4h)和慢速吸附阶段(4~48 h),并于48 h时达到吸附平衡。Linear方程(R2大于0.940)能更好地描述黑土对TBBPA的吸附过程。p H值、离子强度和温度对TBBPA在黑土中的吸附都有明显影响,黑土对TBBPA的吸附量随p H值增加而减小,随离子强度增加而增大,随温度升高而减小。15℃、25℃和35℃时的自由能变分别为-7.77k J/mol、-10.54 k J/mol和-15.20 k J/mol,表明TBBPA在黑土中的吸附属于物理吸附,是放热反应,而且自由能变为负值表明吸附反应能自发进行。     

波茨坦短芽孢杆菌降解4-氯酚和苯酚的特性

考察了波茨坦短芽孢杆菌对4-氯酚的降解特性及4-氯酚与苯酚在双底物体系中的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能以4-氯酚为唯一碳源和能源,完全降解200 mg/L、250 mg/L及300 mg/L的4-氯酚所需时间分别为48 h、63 h和84 h,但该菌无法降解350 mg/L的4-氯酚,表明较高浓度的4-氯酚对细胞生长有较强的抑制作用。酶活分析表明,4-氯酚可诱导波茨坦短芽孢杆菌合成氯代邻苯二酚1,2-加氧酶并通过邻位裂解途径降解。细胞生长动力学过程符合Haldane方程,动力学参数为细胞最大比生长速μmax=0.145 h~(-1),半饱和系数KS=30.45 mg/L,底物抑制系数Ki=127.62 mg/L,决定系数R~2=0.98。在4-氯酚和苯酚双底物降解过程中,4-氯酚的存在会抑制苯酚的降解,当4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,1 400 mg/L苯酚被完全降解耗时更长,菌体优先利用苯酚作为碳源和能源,苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才开始被降解;苯酚对4-氯酚降解的影响体现为低浓度促进和高浓度抑制,苯酚促进时质量浓度为100~300 mg/L,而苯酚质量浓度高于300 mg/L会产生抑制作用,当苯酚初始质量浓度为200 mg/L时4-氯酚降解速率最大。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述4-氯酚/苯酚双底物降解体系中细胞生长过程,苯酚对4-氯酚降解的抑制程度I_(1,2)=1.47,4-氯酚对苯酚降解的抑制程度I_(2,1)=2.56,决定系数R~2=0.95。研究表明,4-氯酚对苯酚降解的抑制作用大于苯酚对4-氯酚。     

轻稀土对乐果致蚕豆根尖细胞遗传毒性的影响

研究了农药乐果与轻稀土乐果混合溶液对蚕豆根尖的细胞遗传毒性,探讨了稀土修复和稀土预处理对乐果染毒根尖的细胞遗传毒性的影响.结果表明,农药乐果具有轻度的遗传毒性和明显的细胞毒性.在相同剂量乐果溶液(体积比1/2000或1/4000)和相同修复时间(24 h或48 h)下,随着稀土剂量的增加,根尖分裂指数逐步下降,而微核率和细胞核异常率呈上升趋势.30 μmol·L-1稀土分别与1/2000和1/4000乐果溶液混合染毒根尖5 h,30 μmol·L-1稀土溶液修复24 h,前者分裂指数和微核率低于后者,但二者分裂指数均低于该剂量稀土或乐果的单独作用结果.低剂量稀土(1.2 μmol·L-1、6 μmol·L-1)与乐果混合染毒在一定程度上刺激了根尖细胞的分裂,降低了微核率和核异常率,且延长修复时间可进一步提高分裂指数,降低微核率和核异常率.另外,低剂量稀土溶液(1.2 μmol·L-1、6 μmol·L-1)预处理根尖后再进行乐果染毒,与乐果染毒组比较提高了细胞分裂指数并降低了微核率.据此推测,高剂量稀土溶液(＞30 μmol·L-1)可能增加了乐果溶液对蚕豆根尖的细胞遗传毒性,而低剂量稀土溶液(＜6 μmol·L-1)可能具有促进乐果染毒后的根尖细胞修复损伤的作用.     

官厅水库水体中微囊藻毒素及其与微囊藻细胞密度相关性研究

2004-2005年对连年发生比较严重水华的官厅水库进行了2 a的浮游植物动态监测,并在2005年6-8月应用酶联免疫吸附法检测了主要水华藻类--铜绿微囊藻藻毒素质量浓度及其季节变化,初步探讨了微囊藻毒素质量浓度与铜绿微囊藻细胞密度之间的关系.实验结果表明,水库中的浮游植物细胞密度高,2004年平均值为1 308.35×104 cells/L,2005年达1 599.49×104 cells/L,同时呈现出明显的季节变化,在夏末秋初形成高峰.产毒的铜绿微囊藻为夏季最主要的优势水华种类,其细胞密度在7月达到最高,为4 748.58×104 cells/L;微囊藻毒素的质量浓度在7月亦达到最高值,为20 μg/L,都显著高于6月和8月(p＜0.05).水体中微囊藻毒素质量浓度与微囊藻细胞密度呈正相关关系(R=0.926).其结果为全面了解官厅水库水质状况以及对水污染进行治理,恢复其饮用水源的功能提供了科学依据.     

Sphingomonassp.SJ-1对染料结晶紫的降解脱色特性

从长期受染料污染的污泥中分离出一株能够对结晶紫降解脱色的菌株SJ-1。根据形态、生理生化和16S rRNA系统发育分析得出,SJ-1属于鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)。使用LB培养基,SJ-1对700 mg/L结晶紫的24 h降解率为78.16%。该菌株降解结晶紫的适宜温度为25~30℃,适宜p H值为6.0~8.0;通气量对SJ-1影响较小,在缺氧条件下也可较好地降解结晶紫,4 h时通气量较小试验组(装液量≥125 m L)降解率仍大于40%。SJ-1降解结晶紫的酶主要位于细胞外,属组成型表达酶。     

氯代酚和烷基酚类化合物对斑马鱼胚胎发育影响的研究

为研究氯代酚和烷基酚类化合物的毒性,采用斑马鱼胚胎发育技术,观察这两类化合物对不同发育阶段斑马鱼卵的影响.结果显示,在受精卵产出后立即染毒,胚胎对这些化合物最敏感的毒理学终点分别为: 五氯酚--48 h心律、色素和水肿的EC50值均为0.2 mg/L; 对-壬基酚--72 h孵化EC50为0.5 mg/L; 对-辛基酚--72 h畸形EC50为0.5 mg/L; 对-氯酚--48 h色素EC50为1.5 mg/L; 染毒时刻的不同对胚胎所造成的毒性效应也不同.几种氯代酚和烷基酚对发育24 h胚胎染毒,五氯酚毒性最大,对-辛基酚和对-壬基酚次之,对-氯酚毒性最小.研究表明,该类化合物对斑马鱼胚胎发育均有明显抑制作用,可以造成胚胎发育畸形甚至死亡,具有特定的最敏感毒理学终点.     

氰化钾对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

采用蚕豆和洋葱根尖细胞微核检测技术,研究氰化钾(3mg/L、10 mg/L、30 mg/L、100 mg/L和300mg/L)的遗传毒性效应.结果表明,3-300 mg/L的氰化钾(KCN)处理12 h可诱发蚕豆和洋葱根尖中微核细胞数目显著增高,最高增幅分别为330.49%和244.92%:可使分裂指数明显下降,最高降幅分别为31.01%和33.44%;根尖微核细胞数与处理浓度呈正相关.分裂指数与处理浓度呈负相关.研究表明,氰化钾具有遗传毒性作用.能引起DNA分子断裂.与蚕豆相比,洋葱对氰化钾具有更高的敏感性,因此可通过洋葱微核试验有效监测环境中的氰化钾污染.     

PVA/ZnONPs活细胞固定化载体的构建及喹啉生物降解特性试验研究

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum sp.LC-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。喹啉生物降解结果表明,固定化细胞喹啉氧化还原酶(Qor)活性是游离细胞的1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化细胞经驯化后,在喹啉起始质量浓度500 mg/L的条件下,10 h后,固定化细胞喹啉降解率为99.8%,远高于游离细胞的43.2%。当喹啉质量浓度为600~800 mg/L时,固定化细胞对喹啉的降解率可稳定在95%以上,固定化细胞重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在94.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于实际生产。     

丝孢酵母TX1及其固定化降解苯酚特性研究

为研究固定化技术在含酚废水治理中的应用,以聚乙烯醇(PVA)为载体将高效降酚菌株丝孢酵母TX1包埋处理得到胶珠颗粒,在分批培养反应器内分别研究游离体系和固定化体系中溶液p H值、培养温度和苯酚初始质量浓度对TX1降解苯酚效果的影响。结果表明,在游离细胞体系TX1对苯酚降解最佳培养条件为温度30℃,p H=7. 0;而固定化体系中的TX1对苯酚降解的最佳条件为温度30℃,p H=6. 5。在偏酸性条件下,游离细胞体系中TX1对苯酚降解效果比固定化体系差,在25～40℃时后者对苯酚的降解能保持50%以上,表明固定化技术有利于提高微生物的耐受温度。两个体系在降解苯酚过程中均受到底物抑制:在低质量浓度时(≤1 000 mg/L),游离细胞降解速率高于固定化细胞,但当苯酚质量浓度高达3 000 mg/L时,固定化体系中TX1对苯酚比降解速率为0. 088 h-1,远高于前者,表明固定化技术有利于实际高浓度废水的处理。此外,利用高效液相色谱和气相色谱-质谱检测苯酚降解中间产物,只在固定化体系中检测到中间产物为邻苯二酚和顺,顺-黏糠酸。该结果表明,降解过程中固定化体系发生的扩散阻力延迟了体系的降解反应,有利于发现中间体,使固定化技术有望成为新的检测中间体的方法。     

抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应

为明确抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应,采用鱼类毒性试验方法,研究了诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对锦鲤的急性毒性和亚急性毒性效应.结果表明,当NFLX暴露质量浓度达到1 000 mg/L时,NFLX对锦鲤无急性毒性.NFLK暴露15 d,在1 mg/L、5 mg/L、25mg/L和125 mg/L 4个组中,5 mg/L组锦鲤肝脏SOD活性在6d时达到最大(p＜0.01);125 mg./L组MDA含量在15 d时达到最大值(p＜0.01);25 mg/L、125 mg/L组锦鲤肝脏中MDA含量与暴露时间呈正相关,相关系数分别为0.938 1、0.953 5.各组GST活性和GSH质量比均受到不同程度的诱导,1 mg/L组NFLX可使鱼肝GST与GSH产生适应性反应;5 mg/L组诱导GST与GSH效应最为显著,呈现“钟形”变化趋势,5 mg/L很可能是NFLX对GST活性和GSH质量比影响的一个阈值或转折点.鱼肝GPT与GOT活性变化表现出一定的相似性,均呈现先升高后降低的变化规律,其中5 mg/L组被诱导效应最为显著(p＜0.01).5 mg/L很可能是锦鲤适应NFLX暴露和机体中生物酶发挥作用的一个转折点.比较上述抗氧化和转氨酶指标的敏感性和稳定性发现,在NFLX作用下,锦鲤肝脏中GST、GSH两个指标对NFLX的反应比SOD、MDA、GPT、GOT灵敏,变化规律稳定,更适合评价水环境中NFLX暴露的毒性效应.     

漆酶/HOBT体系对苯胺蓝的脱色条件及机理研究

研究了Pleurotus sp.N3固态发酵所得漆酶对三芳基甲烷类染料苯胺蓝的脱色条件和机理.通过可见光光谱扫描和非变性凝胶电泳的分析发现漆酶能够对苯胺蓝进行脱色,介体可以显著增强脱色效果,提高脱色率.分别考察了介体、酶活和温度对苯胺蓝脱色的影响,结果表明,在酶活为200 U/L、1-羟基苯并三唑(HOBT)浓度为4mmol/L、温度为40℃的条件下,反应6h后苯胺蓝(24 mg/L)的脱色率达到90.42％.对脱色0、4h、11h和23 h的产物进行了超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)分析,推断出漆酶/HOBT体系对苯胺蓝的脱色过程中有显色基团碳氮双键(C=N)的断裂.     

一株DDT降解菌的鉴定及其生物学特性

利用DDT为唯一碳源筛选、纯化得到DDT降解菌株DT1,通过形态特征、生理生化特性及系统发育分析鉴定为假单胞菌属细菌(Pseudomonas sp.)。通过单因子试验及差异显著性分析得到菌株DT1的最佳生长条件为37℃、初始p H值8.0、DDT初始质量浓度20mg/L、最适Na Cl质量浓度1 mg/L。通过正交试验优化菌株DT1的降解能力,最优方案为温度37℃、p H值9.0、DDT初始质量浓度30 mg/L,可将DDT降解率提高到60.85%。影响其降解能力的环境因素从主到次依次为温度、p H值、DDT初始质量浓度。     

波茨坦短芽孢杆菌降解间甲酚和4-氯酚的特性

为了高效处理工业含酚废水,研究了波茨坦短芽孢杆菌降解双底物体系过程中间甲酚和4-氯酚的相互作用及苯酚对间甲酚和4-氯酚降解的影响。结果表明,在间甲酚-4-氯酚体系中,4-氯酚会抑制间甲酚的降解,4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的间甲酚降解时间延长了8 h;同时间甲酚也抑制4-氯酚的降解,间甲酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的4-氯酚降解时间延长了4 h。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述间甲酚-4-氯酚双底物降解体系中细胞生长的过程,动力学参数I_(1,2)=1.77,I_(2,1)=2.47,决定系数R~2=0.96。拟合参数表明,4-氯酚对间甲酚降解的抑制要强于间甲酚对4-氯酚降解的抑制。酶活测定表明,底物抑制作用增强时苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性降低。添加低质量浓度的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生促进作用,最佳促进质量浓度为200mg/L;添加300 mg/L以上的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生抑制作用,抑制作用随苯酚质量浓度升高而增强。