转枣树金属硫蛋白基因拟南芥对镉的耐受性研究

对转枣树金属硫蛋白(MT)基因拟南芥植株与非转基因对照组拟南芥对重金属镉的耐受性进行了研究,为实现用转基因生物法治理环境中重金属污染提供依据。采用水培实验,比较了转基因拟南芥与对照组拟南芥对镉的吸收情况。实验表明:经0.1 mol/L镉处理24 h和48 h时,转枣树MT基因拟南芥根部对镉的吸收量分别为22,323 mg/L,地上部分为513,667 mg/L,明显超过对照组(根部93,107 mg/L;地上部分323,437 mg/L);0.001 mol/L镉浓度处理下,转MT基因拟南芥对镉的富集系数为92.0%,而对照组仅为47.3%;转枣树MT基因拟南芥对镉的转移系数为1.053~3.473,因此转MT基因拟南芥属于镉超富集植物,转枣树MT基因显著地提高了拟南芥对重金属镉的耐受性。     

金属硫蛋白的测定

1957年,Margoshes等首先在马的肾皮质中发现了一种镉含量很高的低分子蛋白质。后来,Kagi和Vallee进一步提纯了这种蛋白质,并发现其中硫的含量特别高,加之含有金属,故称为金属硫蛋白(Metallothioneins.MT)。镉中毒时,一旦出现肾小管损害,MT则从尿     

氯化镉对不同鼠肝肿瘤细胞的毒性及对金属硫蛋白的诱导研究

本文比较了氯化镉对两种去分化和五种分化的鼠肝肿瘤细胞株的细胞毒性以及对金属硫蛋白的诱导能力。结果表明,经2μM氯化镉处理18h后,90—95％的细胞浆中镉同金属硫蛋白结合,而只有5—10％的镉同高分子量部分相连。在IIE细胞中镉与金属硫蛋白的结合取决于氯化镉的浓度与处理时间。当氯化镉浓度高达20μM时对去分化细胞的存活率未见有明显影响,但当浓度为3—10μM时则对分化细胞的存活率有显著影响。这种细胞毒性似与高分子量部分结合的镉的量有关,且氯化镉对这两种细胞的金属硫蛋白有不同的诱导能力。     

猴金属硫蛋白α域(MT-α cDNA)突变体的构建、表达及工程菌对重金属的吸附

采用PCR技术和同尾酶手段,构建了猴金属硫蛋白(mMT)α域的串连体,并构建了表达MT α串连体的工程菌,获得了表达二聚串连体(MTα2)、三聚串连体(MTα3)、五聚串连体(MTα5)的工程菌.结果表明,工程菌在0.1 mmol·L-1IPTG诱导3h后表达量最高.Cd2 浓度为0.5mmol·L-1时,对照菌pGEX-2T/BL21生长受到严重胁迫,工程菌表现出较强的抗性,MTαn/BL21(n=2、3、5)生长几乎不受到胁迫;Cd2 浓度为1.0 mmol·L-1时,MTα5/BL21表现出较强的耐受能力.Cd2 浓度为0.5 mmol·L-1时,工程菌对镉的富集能力明显高于对照,其中富集能力最强的是MTα3/BL21(76%).与对照pGEX-2T/BL21相比,MT/BL21对锌吸附能力显著提高.而转化有MTα串连体基因的工程菌对锌的吸附能力没有提高,说明工程菌对Cd2 的吸附特异性增强.结构预测显示,MTα、MTα2、MTα,的二级结构中α螺旋依次增加,推测突变蛋白的疏水性增强,三维结构稳定.MTα4、MTα5二级结构中,α螺旋数目减少,尤其是MTa5,其a螺旋几乎完全遭到破坏,疏水性大为降低.对基因工程菌吸附镉的实验表明,MTα3/BL21对镉具有较高的特异性和富集容量.     

转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因聚球藻7002净化重金属废水的研究

以转小鼠金属硫蛋白-Ⅰ基因(mMT-I)聚球藻7002为对象,研究了其在含Cd2 、Pb2 和Hg2 的培养基中的生长特性及其对重金属的净化性能.结果表明,无论从生长速率还是对重金属的耐受特性来看,转 m MT-Ⅰ聚球藻7002均明显优于野生藻;随着培养进程的延续和细胞浓度逐渐提高,体系中Cd2 、pb2 和Hg2 的浓度逐渐降低,降幅最大的时间约在试验开始后1-3 d左右;经3 d培养,转mMT-Ⅰ聚球藻细胞对Cd2 、pb2 和Hg2 的净化率分别为63.90%、65.99%和96.27%,吸附量分别为10.75、58.89和112.61 mg·g-1,而野生聚球藻的吸附量分别为3.40、27.01和1.12 mg·g-1,前者分别是后者的3.16、2.18和100.45倍;并建立了操作时间和细胞浓度对净化率的单因子模型,以及总括动力学模型方程,模型对实验结果拟合良好.     

褐菖鮋(Sebastiscusmarmoratus)金属硫蛋白的分离提纯及免疫测定

通过Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ－７５凝胶过滤和ＤＥＡＥ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ＣＬ－６Ｂ离子交换柱层析，从褐菖Ｙｏｕ肝脏分离金属硫蛋白。经氨基酸组成分析表明：褐菖Ｙｏｕ金属硫蛋白不含环状氨基酸，半胱氨酸含量达３５％，估算分子量为６７００道尔顿。等电聚焦显示两条区带，ＰＩ分别为４．０和４．２。金属硫蛋白经与牛血蛋白交联对兔进行免疫，兔抗血清用ＰｒｏｔｅｉｎＡ亲和纯化并标记上辣根过氧化物酶，利用酶联免疫吸附测     

以梭鱼金属硫蛋白基因表达监测海洋重金属污染

分离了梭鱼金属硫蛋白132个碱基对应44个氨基酸的部分基因序列,以此为基础建立了分析梭鱼金属硫蛋白基因表达的实时定量PCR方法,并用于分析渤海南戴河和大神堂近岸海域野生梭鱼金属硫蛋白基因的表达.结果表明,南戴河野生梭鱼金属硫蛋白基因的表达水平(雄鱼:0.012 ± 0.0064 copies/copy β-actin;雌鱼:0.0099 ± 0.0042 copies/copy β-actin)明显高于大神堂野生梭鱼的表达水平(雄鱼:0.0017± 0.0011 copies/copy β-actin;雌鱼:0.0014 ± 0.00095 copies/copy β-actin).该结果与两地野生梭鱼体内重金属残留水平相一致,提示梭鱼金属硫蛋白基因可作为监测海洋重金属污染的敏感标志物之一.     

镉诱导华溪蟹不同组织金属硫蛋白表达及镉蓄积的研究

为了系统研究镉诱导华溪蟹不同组织(肝胰腺,腮)金属硫蛋白(MT)表达及镉蓄积状况,并探讨二者之间的关系,采用体外镉暴露法处理华溪蟹,用镉-血红蛋白饱和法和火焰原子吸收分光光度法(AAS)分别测定华溪蟹肝胰腺及腮中镉蓄积及MT表达含量.结果显示,暴露期间动物死亡率低于9.2%.体重未见显著变化.不同浓度镉暴露下.华溪蟹体内镉蓄积及金属硫蛋白表达具有明显组织差异,且呈现一定的时间-效应与剂量-效应关系.鳃中镉蓄积量高于肝胰腺且最高达到(15.41 ±3.21)μg·g-1;而肝胰腺中MT表达量高于鳃,最高达到(97.18±11.83)μg·g-1.通过鳃及肝胰腺中MT的镉结合率计算,显示肝胰腺中的镉可完全被MT结合,而鳃中镉蓄积量远远大于MT结合能力.     

蚯蚓金属硫蛋白定量PCR检测方法及其分子诊断

根据GenBank中蚯蚓(Eisenia fetida)金属硫蛋白(MT)基因序列设计合成引物,采用RT-PCR扩增出目的基因片段,将目的基因片段插入pEASY-Blunt中制备质粒标准品.通过不同梯度稀释倍数的质粒标准品,建立了目的基因MT与内参基因β-actin的SYBR Green I荧光定量RT-PCR检测方法.通过土壤染毒培养实验,将蚯蚓分别暴露于50,500,1000mg/kg 重金属Cd染毒的自然土壤中培养14,28d,研究蚯蚓体内MT mRNA转录水平的表达变化.结果表明,重组质粒测序后显示目的片段序列同源性好,证明所设计的MT、β-actin引物能成功用于蚯蚓MT mRNA的检测.两基因构建的荧光定量标准曲线线性关系分别为0.994,0.999,且PCR扩增效率也皆接近于100%.染毒实验发现,Cd可诱导蚯蚓体内MT mRNA的表达,其表达水平与Cd污染暴露呈现出剂量-效应和时间-效应关系,表明蚯蚓MT基因可作为潜在分子标志物,诊断环境中Cd污染及其暴露水平.     

人金属硫蛋白基因(MT1E)在毕赤酵母中的表达及其铬抗性

金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是一类富含半胱氨酸的蛋白质,巯基含量丰富,其半胱氨酸上的巯基对重金属离子有极强的结合力,能够结合重金属形成无毒或低毒的络合物,具有重金属解毒的功能.本文根据已公布的人金属硫蛋白基因MT1E序列,用Vector NTI 7.0软件设计合成12条寡聚核苷酸片段,并拼接得到MT1E完整基因.将测序正确的MT1E基因克隆至酵母表达载体pPIC9K,酶切验证后的阳性克隆命名为pPIC9K-MT1E,含有该重组基因的毕赤酵母工程菌命名为GS115/pPIC9K-MT1E.通过酶联免疫(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)方法检测到GS115/pPIC9K-MT1E工程菌发酵液有金属硫蛋白酶活性,表明人金属硫蛋白MT1E基因能在毕赤酵母GS115菌株中正确分泌表达.铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、钴(Co)重金属抗性分析表明,工程菌GS115/pPIC9K-MT1E对Cr(Ⅵ)的抗性较强,有解毒重金属Cr(Ⅵ)的能力.     

高效工程菌的构建及其降解有机农药的研究进展

综述了目前环境治理保护中构建高效工程菌常用的质粒转移、原生质体融合和基因重组等方法。介绍了工程菌在处理有机农药污染方面的降解性能及其固定化研究,并简要阐述了工程菌改造及应用方面所存在的问题及未来的研究展望。     

复合硫杆菌生物淋滤对Mn去除的研究

通过利用复合硫杆菌(氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌)在不同接种量(5%,10%,20%)对市政污泥进行生物淋滤实验,探讨了淋滤过程中pH和氧化还原电位(ORP)、Mn的淋滤效果及淋滤过程中其形态的变化。结果表明:该方法能有效淋出污泥中的Mn,生物淋滤12d后,10%接种量反应器Mn的淋出率达到100%;Mn的淋出率受pH和ORP的双重影响,与pH和ORP的关系为:淋出率等于2.439-0.452pH-0.002ORP;各形态中Mn的可交换态和残渣态变化幅度大,从形态变化上表明该淋滤反应对Mn具有有效的淋出;Mn各形态的淋滤能力是:碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>残渣态>有机物结合态。     

烟草废弃物快速堆肥过程中重金属Cd形态变化特征

以烟草废弃物为原料,活性土壤为载体建立堆体,研究重金属镉的形态变化,及堆肥过程中的动态变化规律。结果表明,烟草废弃物与活性土壤混合能快速腐熟。堆肥总质量下降,重金属镉含量相对增加。重金属镉的铁锰氧化态比例增加19%,有机结合态比例在堆肥升温阶段增加,腐熟后有所下降。残渣态比例大幅度上升,增加达到5倍,且在腐熟阶段增幅最大。说明堆肥处理有利于降低重金属镉的活性。     

不同作物种苗对水中重金属镉去除的比较研究

以玉米、向日葵和蓖麻为实验材料,研究了3种作物种苗对镉的去除效果以及种苗生理生化指标的变化情况.结果表明,①随着处理时间的延长,溶液中镉含量逐渐降低,去除过程主要集中在前48 h.在1 mg·L^-1和2 mg·L^-1 Cd溶液中,向日葵和蓖麻种苗的去除效果要好于玉米种苗的;而在5 mg·L^-1和10 mg·L^-1 Cd溶液中,去除效果顺序为：蓖麻>玉米>向日葵.②种苗从溶液中吸收的镉绝大部分集中在根部.3种作物种苗对镉的富集能力大小顺序为：向日葵>蓖麻>玉米.③在不同镉处理浓度下,3种作物种苗的叶片质膜透性、根系活力、叶绿素含量和游离脯氨酸含量等生理生化指标均有不同程度的变化.向日葵的根系活力和脯氨酸含量均与镉积累量呈现显著相关性;蓖麻叶片的质膜透性和脯氨酸含量均与镉含量呈现显著正相关.3种作物种苗对镉都有一定的耐受性,而向日葵和蓖麻种苗的耐受性比玉米种苗的强.     

辽宁某冶炼厂重金属污染对土壤中微生物的有效性影响

对某铜锌冶炼厂周边土壤微生物区系和土壤抗性细菌数进行了实验分析。结果表明,在冶炼厂周边土壤几种重金属含量与对照区土壤相比明显的增加。冶炼厂周边土壤中,土壤微生物的总数下降,土壤微生物各主要生理类群数量明显减少。抗性实验结果表明:由于土壤长期受重金属污染影响,土壤中细菌抗重金属水平提高,耐性菌种多。     

优势除藻菌净化富营养化城市景观湖水初探

通过实验室小试和现场投加的方式 ,研究了优势除藻菌群对城市景观富营养化湖水中污染物的净化作用。结果证明 ,采用投加优势除藻菌的方法 ,能够有效地降低湖水中的叶绿素a(Chl.-a)和浊度 ,提高水体溶解氧 ,减少臭味 ,改善水质     

高效含氯有机化合物降解工程菌的构建研究

采用原生质体融合技术，将两株具有含氯有机化合物降解特性的菌－-1T和RB－1融合构建成一株高效降解含氯有机化合物工程菌。实验得出：当溶菌酶浓度为1.5mg/ml，酶解60min时，假单胞菌和诺卡氏菌的原生质体形成率分别为33.3%和44.4%；在30％PEG6000助融下10min二者的融合率为0.3%。应用于造纸漂白废水，融合菌去除CODCr和TCL的能力 比混合菌分别提高了72.05%和190%.     

基于GIS的沈阳沈抚灌区上游土壤质量现状评价

以沈阳沈抚灌区上游指定区域为研究对象,对停灌10多年来土壤中重金属镉和铬以及有机物石油烃进行了单因子指数法评价,同时运用Arcgis软件分析制定出了采样区域单项污染指数分布图,按照单项污染指数评价,结果表明:重金属总镉和总铬以清洁级为主,有机物石油烃以重污染为主。Arcgis插值分析得出空间分布图表明:重金属总镉含量不受灌渠分布影响。重金属总铬北部区域大于南部区域。灌渠对有机物石油烃含量影响明显,对于停灌10多年有机物石油烃修复效果,旱田作业要好于水田作业。     

城市垃圾焚烧中镉迁移转化及去除效率研究

通过典型城市垃圾焚烧炉烟气中镉排放浓度、镉排放速率、氯化氢排放浓度等进行现场监测,对比分析了不同氯化氢含量下,重金属元素镉向烟气中的挥发情况.对相关烟气监测参数分析发现,烟气中高温产生的氯化氢气体能够促进燃料中的重金属镉向烟气中的释放.烟气的排放速率影响重金属镉的去除效率,而烟气处理设施的类型对重金属镉影响不大.与单一的布袋除尘设施相比,布袋除尘器后加设活性炭喷射装置能够起到较好控制重金属镉排放的目的.     

一种集成工艺处理重金属废水工程实践

采用化学还原+重金属捕集+气浮过滤组合工艺处理重金属废水。结果表明:处理后的出水水质中重金属等各项指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978—2002)所规定的一级水质排放标准,COD去除率达到40%以上,同时此工艺在工程实践中取得了最佳工艺参数,可为类似工程提供参考。