褐菖鲉肝HSC70基因的环介导等温扩增技术的建立及在石油污染剂量效应研究中的应用

从褐菖鲉肝脏中克隆了热休克蛋白HSC70基因,利用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)建立HSC70基因的定量检测方法。为检测该方法的可行性,将褐菖鲉分别暴露于石油水溶性成分(water-soluble fraction,WSF)20、60、180μg·L-11 d后,利用real-time PCR及LAMP技术同时测定褐菖鲉肝HSC70 mRNA表达量,两种方法测定结果基本一致,证实LAMP技术可用于褐菖鲉肝HSC70基因的定量。为更细致了解石油WSF影响褐菖鲉肝脏HSC70基因表达的剂量-效应关系,将褐菖鲉分别暴露于25、50、75、100、125、150、175μg·L-1WSF中,5 d后采样,用LAMP技术定量检测HSC70 mRNA。结果表明,HSC70 mRNA表达量在50μg·L-1浓度组即被显著诱导,在75μg·L-1浓度下达到最大值,这说明褐菖鲉肝HSC70基因对石油污染较敏感,有潜力作为海洋石油污染的生物标志物。     

褐菖鲉肝HSC70基因的环介导等温扩增技术的建立及对石油污染的剂量效应研究

从褐菖鲉肝脏中克隆了热休克蛋白HSC70基因,利用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)建立HSC70基因的定量检测方法。为检测该方法的可行性,将褐菖鲉分别暴露于石油水溶性成分(water-soluble fraction,WSF) 20、60、180 μg·L^-1 1 d后,利用real-time PCR及LAMP技术同时测定褐菖鲉肝HSC70 mRNA表达量,两种方法测定结果基本一致,证实LAMP技术可用于褐菖鲉肝HSC70基因的定量。为更细致了解石油WSF影响褐菖鲉肝脏HSC70基因表达的剂量－效应关系,将褐菖鲉分别暴露于25、50、75、100、125、150、175 μg·L^-1 WSF中,5天后采样,用LAMP技术定量检测HSC70 mRNA。结果表明,HSC70 mRNA表达量在50 μg·L^-1浓度组即被显著诱导,在75 μg·L^-1浓度下达到最大值,这说明褐菖鲉肝HSC70基因对石油污染较敏感,有潜力作为海洋石油污染的生物标志物。     

重金属Cd、Pb对褐菖鲉肝脏组织中HSPs基因表达的影响

为了解重金属污染对海洋鱼类热休克蛋白(HSPs)基因表达的影响,将褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)分别暴露于1.6、8、40、200、500μg·L~(-1)Cd、Pb溶液中,用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAM P)定量检测褐菖鲉肝脏HSP60、HSP70、HSP90、HSC70 mRNA表达量。结果表明:Pb仅在40μg·L-1时显著抑制HSP60、HSP90、HSC70 mRNA表达量,8μg·L~(-1)时即可显著抑制HSP70 m RNA表达量,并在40μg·L~(-1)时达到最小值;Cd对HSP60、HSP90、HSC70的诱导不明显,但能显著诱导HSP70,并在500μg·L~(-1)时达到最大值。相比之下,褐菖鲉肝HSP70基因对重金属Cd、Pb污染较为敏感,有潜力成为监测海洋重金属污染的预警分子。     

近江牡蛎(Crassostrea hongkongensis)热休克蛋白70对壬基酚的响应

以β-actin为内参基因,采用实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术,检测不同时间(12、24、48、96和192h)不同浓度(0.01、0.1、1、10、100、300μg·L-1)壬基酚(NP)处理下近江牡蛎(Crassostrea hongkongensis)鳃、外套膜和消化腺中HSC70和HSP70基因mRNA的表达水平。结果显示,0.01μg·L-1NP能诱导近江牡蛎鳃和消化腺中HSC70和HSP70基因显著高表达(P0.05)。随着NP处理浓度的升高,其表达水平逐渐升高,处理一定时间后100μg·L-1NP诱导近江牡蛎HSC70和HSP70基因表达量显著高于300μg·L-1NP诱导表达量(P0.05)。HSC70基因在鳃和消化腺中显著高表达峰值出现在96 h时,在外套膜中出现在48 h时;HSP70基因在鳃中显著高表达峰值出现在48 h时,在外套膜和消化腺中出现在24 h时。可见,近江牡蛎HSC70和HSP70基因对NP具有显著反应性。     

联苯菊酯暴露对雌性褐菖鲉卵巢发育的影响及其毒性机制

联苯菊酯是农业、园林等领域应用广泛的拟除虫菊酯类杀虫剂,然而有关联苯菊酯对鱼类生殖毒性的研究却很少。以常见的近海鱼类褐菖鲉为受试对象,探讨联苯菊酯对鱼类卵巢发育的影响及机制。褐菖鲉在以环境相关浓度(1、10、100 ng·L~(-1))的联苯菊酯暴露50 d后,各暴露组卵巢生殖细胞发育均受到显著抑制,卵巢17β-雌二醇与睾酮含量均出现下降,caspase-3活性呈剂量依赖性上升。相对定量PCR分析显示,卵巢雌激素受体(ERβ)mRNA水平下降。结果表明,联苯菊酯诱导细胞产生凋亡,导致雌、雄激素水平和雌激素受体表达下降,环境剂量作用下对褐菖鲉卵巢发育具有显著影响。     

双酚A对斑马鱼精巢性激素生成酶基因表达的影响

为了解环境雌激素对鱼类精巢发育的影响,将成年雄性斑马鱼(Danio rerio)暴露于不同浓度双酚A(0、500、1 000、2 000、4 000μg·L-1)下21 d,并在此基础上,进一步研究了暴露在相同浓度(BPA2 000μg·L-1)不同暴露时间下各基因表达的动力学模式。用荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测试验鱼精巢性激素合成相关细胞色素P450酶类基因(CYP17、CYP11B和CYP19A)以及雌、雄激素受体和促卵泡激素受体(ERα、ERβ、AR和FSHR)基因的表达,用常规组织学方法研究试验鱼精巢结构的变化。结果表明,BPA促进了精巢内源雌激素合成相关酶类基因CYP19A和雌激素受体ERαmRNA、ERβmRNA的表达,且BPA浓度为2 000μg·L-1时3者的表达量显著上调,同时随着暴露时间的延长,具有明显的时间累积效应。1 000μg·L-1BPA可导致斑马鱼精巢CYP17 mRNA的表达量显著下调,BPA2 000μg·L-1暴露12 d引起了CYP11B mRNA表达下调,而随着暴露时间的延长有所回升,但它对精巢AR mRNA的表达却无明显影响。同时,BPA 500μg·L-1引起了FSHR基因的显著上调,在时间动态学上,呈上升趋势。在组织学上,2 000μg·L-1BPA引起斑马鱼精巢生精小管内精子浓缩严重,精原细胞(Sg)和精母细胞(PS和SS)数目都有所减少,BPA 4 000μg·L-1组斑马鱼精巢退化。因此,BPA可诱导精巢内源雌激素合成和雌激素受体的表达,提高雌激素效应,通过抑制CYP17基因的表达,一定程度上抑制雄激素的合成,从而引起斑马鱼精巢组织的破坏。同时,据实验数据推测,雄激素的下调可能启动了下丘脑-垂体-性腺(HPG)轴的负反馈调节机制,而此作用机制还有待进一步研究。     

17α-甲基睾酮对稀有鮈鲫肝脏脂质代谢的影响

环境内分泌干扰物对环境影响十分严重,绝大部分进入水环境,危害水生生物健康,进而影响人类健康.17α-甲基睾酮(17α-methyltestosterone,MT)是一种常见的环境雄激素,但在鱼体内的作用机制尚不明确.为了探究MT对鱼类肝脏脂质代谢的影响,采用不同浓度的MT(0、25、50和100 ng·L-1)处理864尾稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus),分别在7、14和21 d取肝脏样品.用石蜡组织切片(H-E染色)研究MT对稀有鮈鲫肝脏组织的影响;用RT-qPCR检测4个内参基因的稳定性及5个脂质代谢相关基因(acaca、acacb、fasn、gpat1和cpt1α)的mRNA表达;用ELISA法测定肝脏中甘油三酯的含量.结果 表明,MT会对稀有鮈鲫肝脏造成一定程度的影响,50 ng·L-1 MT处理14 d,肝脏组织损伤最明显.25 ng·L-1和50 ng·L-1 MT处理14 d,相关基因的表达均显著变化(P＜0.05).mRNA表达与组织学结果均表明50 ng·L-1 MT对稀有鮈鲫肝脏影响最为显著.100ng·L-1 MT处理21 d,acaca、cpt1α和gpat1基因表达量显著下降(P＜0.05).MT对雌鱼肝脏甘油三酯影响较雄鱼大.综上,MT通过影响肝脏脂质代谢相关基因mRNA的表达,干扰了稀有鮈鲫肝脏脂质代谢过程,进而对肝脏产生不同程度的损伤.由于MT在不同性别鱼体内的代谢途径不同,推测MT在稀有觞鲫体内可能被芳香化为雌激素(ME),从而发挥部分雌激素作用.     

镉胁迫下黑点青鳉(Oryzias melastigma)肝脏金属硫蛋白mRNA性别差异性表达研究

鱼类金属硫蛋白(metallothionein,MT)mRNA作为生物标志物已越来越多地应用到水环境重金属污染的监测中,然而重金属胁迫下鱼类MT mRNA表达是否具有性别差异性特征目前尚无相关报道。以海洋模式鱼类—黑点青鳉(Oryzias melastigma)为实验鱼类,首次克隆了其MT基因全长c DNA序列,分析了黑点青鳉MT基因和氨基酸序列特征,然后进一步研究了水体中镉暴露后雌、雄性黑点青鳉肝脏中MT mRNA表达的差异性。结果显示,黑点青鳉MT基因c DNA全长为385 bp,编码60个氨基酸,预测编码的多肽分子量为5 990 Da,含有脊椎动物MT基因特征性序列结构cys-x-cys、cys-x-x-cys和cys-x-cys-cys。镉胁迫下雌、雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA表达结果显示,在0.8,4.0和8.0μg·L-1环境浓度的镉暴露1~7 d条件下,与对照组相比,雄性黑点青鳉在所有的不同暴露浓度和不同暴露时间的实验组中肝脏MT mRNA几乎均被显著性诱导表达;而雌性黑点青鳉只在较高暴露浓度和较长暴露时间的实验组中才被显著性诱导表达,并且MT mRNA的表达水平比雄性低得多。上述研究结果表明,在相同的镉胁迫条件下,雄性黑点青鳉肝脏MT mRNA的表达比雌性更敏感;以黑点青鳉MT mRNA作为生物标志物监测海洋环境重金属污染生物效应状况时,应选择更敏感的雄性黑点青鳉作为监测鱼类。利用生物标志物监测水环境污染物生物效应时,监测动物的性别差异是一个应当考虑的重要因素。     

多氯联苯暴露对食蚊鱼CYP19ɑ 和VTGɑ 基因的表达及骨骼形态雄性化的影响

应用食蚊鱼细胞色素P450芳香化酶基因(CYP19%)和卵黄蛋白原基因(VTG%)m RNA转录水平为指标,研究微量多氯联苯(PCBs)长时间暴露对成年雌性食蚊鱼CYP19%基因和VTG%基因表达的影响,并评价其对雌性食蚊鱼产生的形态雄性化效应。采用静水暴露实验模式,分别设置0.08、0.4、2和10μg·L-1PCBs浓度,并设置对照组和平行组,定量测定14 d和28 d性腺CYP19%和肝脏VTG%m RNA表达水平的变化,以及对椎体脉棘发育的影响。暴露实验结果显示:1各PCBs浓度组(0.08、0.4、2和10μg·L-1PCBs)暴露均能抑制食蚊鱼CYP19%和VTG基因的表达,表明PCBs对食蚊鱼VTG%基因的抑制远大于对食蚊鱼CYP19%基因的抑制;20.4μg·L-1PCBs暴露显著地降低了食蚊鱼第15椎体脉棘的长度并降低第15、16椎体脉棘的L/D值,显示食蚊鱼出现骨骼形态雄性化,表明一定浓度的PCBs暴露会表现出抗雌激素效应。     

基于整合生物标志物响应指数评价0号柴油对黑鲷(Sparus macrocephalus)的毒性效应

以0号柴油水溶性成分(water soluble fraction of No.0 fuel oil,WSF)为污染物,采用暴露试验法研究了黑鲷(Sparus macrocephalus)肝脏、鳃和肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、过氧化物酶(POD)活性的变化和脂质氧化水平(MDA)。利用整合生物标志物响应(integrated biomarker responses,IBR,RIB)指数定量化评价0号柴油污染胁迫对黑鲷不同组织的毒性效应。结果表明,黑鲷受0.60、0.30和0.015 mg·L-1WSF胁迫后,肝脏、鳃和肌肉中SOD、CAT和GST酶活性呈现诱导-抑制的规律性变化,POD活性呈现抑制-诱导的规律性变化,MDA含量则呈现先降低后升高的变化趋势。各组织表现出一定的差异性,且肝脏较早诱导酶活性。依据RIB值大小分析得到各组织氧化应激能力水平由高到低依次为肝胰腺、鳃和肌肉。RIB值总体表现为前期升高后期下降的变化趋势,肝脏组织RIB值与WSF浓度具有较好的正相关关系。     

西宁市环境空气PM10中多环芳烃特征分析

2009年—2010年采暖季、风沙季和非采暖季在西宁市选择了7个环境监测点位采集了大气PM10样品,利用气相色谱-质谱联用技术测定了其中12种多环芳烃的浓度分布特征。结果显示：西宁市采暖期、风沙季和非采暖期三季PM10载带B[a]P的全市平均浓度分别为2.51ng/m3、1.19 ng/m3、1.55ng/m3;PM10载带的B[a]P的浓度与GB3095-1996中规定日平均浓度限值（10ng/m3）相比较,均不超标。     

都江堰灵岩山3种人工林优势物种叶片的有机组分特征

叶片的有机组分特征不仅是植物光合产物分配策略和养分回收的重要参数,而且是衡量凋落叶分解难易程度的重要指标.为探究不同植物群落叶片间有机组分的差异,以华西雨屏区人工林的优势乔、灌、草植物作为对象,收集其成熟叶及凋落叶,研究其水溶性组分(water soluble component,WSC)、有机溶性组分(organic...     

土壤对甲烷氧化作用的研究进展

综述了８０年代以来土壤对ＣＨ４氧化作用的研究进展，包括土壤氧化甲烷的概况、机理，以及氧的供应、Ｎ的供应、土壤水分状况、土壤温度、土壤ｐＨ、土壤质地等因素对土壤氧化ＣＨ４的影响。     

三种杂草不同时期镉质量分数研究

通过在沈阳张士镉污染区按每月8日、23日左右(中国北方24节气日)采集生物量较大的芦苇Phragmites australis、稗草Echinochtoa crusgalli和藜Chenopodium进行Cd质量分数和Cd质量分数最大的时期研究。结果表明:芦苇根Cd质量分数在6月8日(芒种)达到最大值(80.63 mg.kg-1),茎叶Cd质量分数在9月8日(白露)达到最大值(39.40 mg.kg-1);藜根9月8日(白露)Cd质量分数为22.65 mg.kg-1,茎叶10月24日(霜降)Cd质量分数为12.23 mg.kg-1,都是生长时期的最大值;稗草根Cd质量分数10月8日(寒露)达到最大值(182.59 mg.kg-1),茎叶Cd质量分数在9月23日(秋分)达到最大值(37.67 mg.kg-1)。芦苇、藜和稗草根及茎叶中的Cd质量分数一般均在秋季达最大值,而且这个时期杂草的生物量也比较大,因此秋季是最佳的杂草收割季节。另外,稗草比芦苇、藜能更有效地带出土壤中的Cd。     

微生物砷代谢机制的研究进展（Progress in Study of Mechanisms of Microbial Arsenic Transformation in Environment）

环境砷污染是一个全球性问题.研究砷的生物地球化学循环可以明确环境中砷的来源及其转化特征,为探索砷污染治理的方法提供参考.越来越多的研究表明,自然界中的微生物在砷的迁移转化过程中发挥了重要作用.根据微生物对砷的代谢机制不同将其分为:砷氧化微生物、砷还原微生物和砷甲基化微生物.砷氧化微生物可以将环境中的As(Ⅲ)氧化为毒性较弱并且容易被铁铝矿物吸附固定的As(Ⅴ),因此对降低环境中的砷毒性具有重要作用;微生物对砷的甲基化作用的产物通常为毒性较低的有机砷,因此也被认为是理想的修复环境砷污染的生物手段之一;然而在还原环境中,砷还原微生物却可以将游离态和结合态的As(Ⅴ)还原为毒性更强的As(Ⅲ),从而加重环境中的砷污染状况.由此可见,明确微生物的砷代谢机制及其对砷污染环境中砷迁移转化的影响,是实现生物修复砷污染环境的必要前提.论文总结了近年来国内外微生物砷代谢机制的研究进展,以期为深入研究微生物代谢砷的机理及其在砷污染治理中的应用提供参考.     

代谢组学方法在生态毒理学中的应用进展

代谢组学方法越来越多地用于研究有机体与生态环境的相互作用。近年来,该方法已被应用于化学物风险评价和野生动物的疾病诊断,成为环境科学,特别是生态毒理学中充满活力的研究方向之一。本文介绍了应用于代谢组学研究的核磁共振波谱和质谱2种检测技术,着重讨论了生态毒理学研究中代谢组学方法在生物标志物的发掘和毒性评价,以及有机体对环境影响因子的代谢响应、野生水生动物疾病的诊断和监测等方面的应用。这些代谢组学在生态毒理学领域的应用将促进对有机体与环境相互作用的认识。     

应用Tail-PCR扩增蓝猪耳T-DNA侧翼序列

蓝猪耳是一种重要的具有观赏和科研价值的花卉植物.采用TAIL-PCR成功扩增了转基因蓝猪耳T-DNA插入位点的侧翼序列,扩增片断长度为200～2 000 bp,大多数片段在400 bp和800 bp左右,其中36%的序列含有植物的同源序列.通过与GenBank数据库比对,确定了部分T-DNA插入位点周边序列编码的可能蛋白,并提交序列7条;另外还对T-DNA转化植物时整合的位点进行了分析,发现断裂位点集中在距右边界15～18 bD和右边界外234 bp处,分别占总扩增片段的47.62%和38.10%.这为利用T-DNA标签进行蓝猪耳基因克隆和功能分析提供了实验技术上的保证.图2表2参24     

重庆喀斯特山地土壤种子分布特征

土壤种子库对岩溶山地退化植被恢复具有重要意义。采用萌发法,比较了重庆典型岩溶山地处于不同生态演替序列的自然林地、次生林地、灌草坡、坡耕地、人工林、弃耕撂荒地等土地利用系统的土壤种子库分布特点。喀斯特山地各植被类型的土壤中贮藏着丰富的种子,每个40cm×25cm×15cm土柱内储藏有227.4~454.8粒种子,土壤种子集中分布在土壤表层(0~5cm),乔灌种子主要分布于0~5cm土壤层。土地利用强度越大,木本植物种子越少,草本植物种子越多,且以农田杂草为主,土地利用方式的变化(如陡坡开垦)是对次生植被及其种子库的主要威胁;坡度、溶沟、溶隙等土壤分布环境和土壤水分等也对喀斯特山地的种子密度产生影响,这就使得种子密度在不同地点及植被类型间相差很大,生境异质性是种子库分布模式的决定因子。     

Challenges in characterization of nanoplastics in the environment

Plastic pollution has been a legacy environment problems and more recently, the plastic particles, especially those ultrafine or small plastics particles, are widely recognized with increasing environmental and ecological impacts. Among small plastics, microplastics are intensively studied, whereas the physicochemical properties, environmental abundance, chemical states, bioavailability and toxicity toward organisms of nanoplastics are inadequately investigated. There are substantial difficulties in separation, visualization and chemical identification of nanoplastics due to their small sizes, relatively low concentrations and interferences from co-existing substances (e.g., dyes or natural organic matters). Moreover, detection of polymers at nanoscale is largely hampered by the detection limit or sensitivity for existing spectral techniques such as Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) or Raman Spectroscopy. This article critically examined the current state of art techniques that are exclusively reported for nanoplastic characterization in environmental samples. Based on their operation principles, potential applications and limitations of these analytical techniques are carefully analyzed.     

桂林水系沉积物中重金属的生物有效性研究

沉积物中重金属污染物对生态系统潜在危害的影响,已经引起研究者的极大关注,但对沉积物中重金属的生物有效性的研究还很少。首次以桂林水系沉积物为研究对象,通过酸化-吹气-吸收装置,用对氨基二甲基苯胺光度法测定沉积物中AVS含量,用原子吸收分光光度法测定SEM和间隙水中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni含量,用原子荧光法测定Hg、As含量。以中华圆田螺(Cipangopaludian cathayensis)为受试物种,通过沉积物加标和长期暴露实验,分析田螺生长发育情况和体内重金属积累浓度。结果表明:[SEM]/[AVS]>1时,间隙水中七种元素总浓度大于3.0000μmol·L-1,重金属对田螺表现出毒性作用,且田螺的死亡率和体内重金属积累浓度随该比值的增大而增大;当[SEM]/[AVS]<1时,重金属对田螺无明显影响。[SEM]/[AVS]是判定沉积物重金属生物有效性的有效判据。该研究填补了桂林水系沉积物重金属数据的空白,为判定沉积物重金属污染程度提供了一种简便准确的方法。所研究水域沉积物重金属污染最严重的是桃花江,漓江次之,青狮潭水库污染最轻。