蚯蚓体内过氧化物还原蛋白PRDX基因对土壤PAHs污染胁迫的转录响应

在前期建立的苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,BaP)诱导上调表达的蚯蚓cDNA文库中,发现一种过氧化物还原蛋白peroxiredoxin6(PRDX6)基因片段,并提交到GenBank.Blastx比对与基因进化分析结果表明,该序列与已知PRDX6的最高相似率为86%,期望值为4E-30.序列分析表明,该序列具有PRDX6基因含Cys编码的一个特征motif,表明该序列属于PRDX6基因.为进一步验证蚯蚓PRDX6基因对多环芳烃污染的响应情况,使用OECD推荐方法,进行了土壤菲、芘、荧蒽和苯并芘污染对蚯蚓的毒性响应的试验(周期28 d),并采用定量PCR方法,检测了各实验组蚯蚓PRDX6基因的表达差异.结果发现,1.0 mg·kg-1的芘和苯并[a]芘均可显著上调蚯蚓PRDX6基因的表达,表明PRDX6基因可作为土壤污染引起蚯蚓抗氧化应激检测的分子标记.     

蚯蚓细胞色素P450酶系对土壤中芘或苯并[a]芘的响应

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过人工污染草甸棕壤微宇宙试验方法,研究了暴露于不同环境浓度芘或苯并[a]芘(添加量分别为0.12、0.24、0.48、0.96 mg·kg~(-1))污染的土壤中14 d后,蚯蚓体内细胞色素P450(CYPs)酶系,如CYPs总量、CYP1A1及CYP2C9活性的变化.结果显示,芘或苯并[a]芘暴露导致蚯蚓CYPs总量、CYP1A1及CYP2C9活性的变化不同.其中,CYPs总量与CYP1A1活性对芘的响应趋势相似:试验3 d后,0.96 mg·kg~(-1)芘导致二者都显著高于对照水平;14 d后,都显著低于对照水平;CYP1A1活性对芘的响应更为敏感.CYPs总量与CYP2C9活性对苯并[a]芘的响应趋势相似:暴露初期,苯并[a]芘最高暴露剂量(0.96 mg·kg~(-1))导致二者都显著低于对照水平;试验结束后,苯并[a]芘最低暴露剂量(0.12 mg·kg~(-1))导致二者都显著高于对照水平,最高剂量暴露导致二者都显著低于对照水平,CYP2C9活性对苯并[a]芘的响应更为敏感.因此,推断CYPs亚酶对污染物的响应具有选择性且亚酶的响应敏感度高于CYPs总量.将CYPs总量与CYP1A1活性结合,或与CYP2C9活性结合分别诊断土壤芘污染或并[a]芘污染,较为准确有效.     

真菌对土壤中苯并[a]芘的共代谢降解

研究了模拟生物泥浆法修复多环芳烃污染土壤.选择了几种从石油污染土壤中分离出来的真菌,研究它们对土壤内苯并[a]芘的降解,并研究了土壤内共存底物:菲、芘、邻苯二甲酸对苯并[a]芘降解的影响,及其之间的共代谢过程.结果表明,芘可以促进镰刀菌、毛霉对苯并[a]芘的降解,并认为这是共代谢作用的结果;菲也可以促进镰刀菌对苯并[a]芘的降解,但抑制了毛霉和青霉对苯并[a]芘的降解;而邻苯二甲酸对青霉和毛霉降解苯并[a]芘的过程均有抑制作用.      

苯并[a]芘降解菌的分离筛选及其降解条件的研究

从被石油污染的土壤样品中,以苯并[a]芘为唯一碳源反复驯化,分离筛选出1株高效降解苯并[a]芘的菌株JL 14 .经形态及生理生化特征分析,初步鉴定属于氮单胞菌属(Azomonas) .菌株JL 14在苯并[a]芘浓度为5mg·L- 1 ,2 8℃振荡培养10d ,苯并[a]芘的降解率达到48. 9% .培养基初始pH值分别为4、6、8、10时,2 8℃振荡培养10d ,苯并[a]芘的降解率分别为7 1% ,2 4 8% ,49 6%和2 5 9% .JL 14在苯并[a]芘浓度分别为10mg·L- 1 与2 0mg·L- 1 的条件下,2 8℃振荡培养10d ,苯并[a]芘的降解率分别为3 8. 2 %与2 7. 6% .Zn2 + (2 0 0mg·L- 1 )、Cd2 + (5 0mg·L- 1 )与Pb2 + (2 0 0mg·L- 1 )不影响JL 14对苯并[a]芘的降解作用,但Cu2 + (5 0mg·L- 1 )、Cr2 + (5 0mg·L- 1 )对JL 14有毒性;菲和蔗糖均可促进菌株JL 14对苯并[a]芘的降解作用.     

天津市环境空气中苯并[a]芘的变化趋势

分析了天津市环境空气中苯并[a]芘污染的程度及变化趋势,结果表明,天津市大气中苯并[a]芘污染成逐年下降趋势,同一年中苯并[a]芘浓度是非采暖期低于采暖期,月均值变化规律是夏季<春、秋季<冬季,天津市环境空气中苯并[a]芘污染总体来说处于较低的水平。     

多环芳烃污染农田土壤生态修复标准研究——辽宁省地方标准(DB 21/T 2274-2014)的建立及其依据

为指导正确评价多环芳烃污染农田土壤生态修复效果及环境风险,根据辽宁省农田土壤多环芳烃污染状况、多环芳烃污染农田土壤生态修复技术特点,参考国内外相关标准,应用生态风险模型,建立辽宁省地方标准(DB 21/T 2274-2014)——多环芳烃污染农田土壤生态修复标准,提出了生态修复完成后农田土壤中总多环芳烃浓度和苯并[a]芘环境当量总浓度限值。主要内容为:生态修复完成后农田土壤中总多环芳烃浓度低于2 mg/kg,生态修复完成后农田土壤中苯并[a]芘环境当量总浓度低于0.53 mg/kg。     

龙岩市区大气飘尘中多环芳烃污染现状的调查

采用恒能量同步荧光法研究了龙岩市区不同功能区冬、春季大气飘尘中多环芳烃(PAHs)的污染状况和污染来源,并对不同功能区的PAHs进行了污染评价。结果表明,龙岩市区各功能区大气飘尘中PAHs总量在278.95～718.13ng/m3,且冬季高于春季。根据荧蒽与芘质量浓度比值,可判断冬春季市区内PAHs主要来源于汽车尾气和燃煤污染。采用苯并[a]芘(BaP)及苯并[a]芘等效致癌浓度(BaPE)来评价3个功能区大气飘尘中PAHs的污染状况,冬季3个功能区苯并[a]芘浓度均超过国家标准(BaP,10ng/m3),且PAHs基本上均严重超标。     

土壤铅-苯并[a]芘复合污染对小麦种子生长的影响研究

研究了土壤中低含量铅(Pb)-苯并[a]芘(B[a]P)复合污染对小麦种子萌发率、根伸长、芽伸长以及芽根比的影响,以期考察复合污染的生态效应并筛选具有指示土壤污染程度的指标.结果表明,小麦种子萌发率对Pb-B[a]P单一及复合污染均不敏感;Pb和B[a]P单一污染时小麦根伸长均受到一定程度的抑制作用;复合污染条件下Pb...     

南京市环境空气中苯并[a]芘的时空分布

通过在南京市大气国控点采集PM10样品,测量苯并[a]芘浓度。结果表明:南京市大气中苯并[a]芘月均值浓度呈双峰型变化,季节变化是夏季<春季<秋季<冬季,受工业污染的影响,呈现北高南低的局面。南京市苯并[a]芘浓度在国内外部分大城市中处于较低污染水平。     

典型石油化工污染场地多环芳烃土壤指导限值的获取与风险评价

尝试利用英国的污染土地暴露评价模型(CLEA模型)获取了典型石油化工污染场地中几种多环芳烃(PAHs)的土壤指导限值(SGVs),并用所得到的土壤指导限值对该场地的污染物风险进行了评价.结果表明,研究区域内萘、蒽、苯并［a］芘、苊、芴、芘的土壤指导限值分别为3.57×103,6.12×107,0.874,6.81×104,6.24×104和5.84×106　ng/g.特定场地表层土壤中萘、蒽、苊、芴、芘的实测浓度(MECs)大于其相应土壤指导限值的概率均趋于0,而苯并［a］芘的为0.225.这几种PAHs的风险从大到小依次为:苯并［a］芘萘>苊>芴>芘>蒽,说明该场地的优先控制污染物为苯并［a］芘.      

Antioxidant responses to benzo[a]pyrene, tributyltin and their mixture in the spleen of Sebasticus marmoratus

It has been reported that there is an interaction between Benzo[a]pyrene （BaP）, a widespread carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbon, and tributyltin （TBT）, an organometal used as an antifouling biocide. This study was therefore designed to examine the potential in vivo influence of BaP, TBT and their mixture on splenic antioxidant defense systems of Sebastiscus marmoratus. The fish were exposed to water containing environmentally relevant concentrations of BaP, TBT and their mixture. Spleens were collected for biochemical analysis after exposure for 7, 25, 50 d and after recovery for 7, 20 d. Cotreatment with BaP and TBT for 7 d potentiated the induction of glutathione peroxidase （GPx） activity by BaP or TBT alone. The cotreatment for 25 and 50 d resulted in inhibition of GPx activity, which was similar to the effect of TBT. Splenic glutathione S-transferase （GST） activities were significantly elevated in S. marmoratus exposed to BaP starting from 7 d and remained high up to 25 d. However, no further activity change was found with prolonged exposure. Cotreatment of BaP and TBT primarily inhibited the GST activity, which was similar to the effect of TBT. Cotreatment with BaP and TBT for 25 or 50 d potentiated the depletion of GSH （glutathione） by BaP or TBT alone. MDA （malondialdehyde） contents in spleen of S. marmoratus were not significantly altered compared with the control during the test period. Spleen, as an immune organ, is sensitive to exposure of BaP or TBT. It should have an effective mechanism to counteract oxidative damage. Antioxidative defense systems in spleen of S. marmoratus should be considered as potential biomarkers. Short-term exposure of BaP or TBT could result in induction of antioxidant defense system. A significant decrease of these indices, such as GSH, GST, GPx might indicate more severe contamination.     

Atrazine accumulation and toxic responses in maize Zea mays

Atrazine accumulation, oxidative stress, and defense response in maize seedlings exposed to extraneous atrazine were studied. Accumulation of atrazine in maize increased with increasing exposure concentration. The abscisic acid (ABA) content was positively correlated with the atrazine concentrations in maize roots and shoots (p < 0.05). Hydroxyl radical (·OH) in maize was determined in vivo with electron paramagnetic resonance spectroscopy. Its intensity was positively correlated with atrazine concentration in roots and shoots (p < 0.05), and higher level of ·OH generated in roots than in shoots corresponded to the major accumulation of atrazine in roots. Superoxide dismutase, peroxidase and catalase in roots were up-regulated by atrazine exposure at 1 mg/L compared to the control and malondialdehyde content in roots was enhanced when atrazine exposure concentration reached 10 mg/L. These results suggested the exposure and accumulation of atrazine caused oxidative toxicity and antioxidant response in maize.     

三唑磷作用下翡翠贻贝抑制性消减杂交文库构建与分析

采用抑制性差减杂交技术,构建了三唑磷农药急性胁迫下翡翠贻贝雌贝性腺正反向消减杂交cDNA文库.正反向文库共有117个表达序列标签（expressed sequence tags,ESTs）与NCBI数据库中已知功能蛋白具较高同源性,假定蛋白12种,另有195个ESTs未检索到同源序列.正向文库中含有细胞周期蛋白、性激素合成蛋白、DNA修复蛋白、能量代谢相关蛋白等一系列与生殖、应激适应和代谢相关的转录本信息,而反向文库中的差异ESTs主要涉及DNA复制、转录和翻译调控基因以及骨架蛋白.结果表明三唑磷对翡翠贻贝的毒性涉及到生殖调控、能量代谢、应激适应、转录翻译调控等生理代谢的多个方面,正向文库中发现的几种生殖调控基因（细胞周期蛋白、周期蛋白依赖性蛋白激酶、合子DNA复制许可因子、精子特异性蛋白、雌激素硫酸转移酶和卵黄膜卵透明带域蛋白）可能是三唑磷生殖干扰毒性作用过程中的关键基因,这为有机磷农药的生殖毒性探索提供了基础数据.     

Inhibition of ROS elevation and damage to mitochondrial function prevents lead-induced neurotoxic effects on structures and functions of AFD neurons in Caenorhabditis elegans

Here we investigated the possible roles of oxidative stress in the formation of decreased thermotaxis to cultivation temperature in lead (Pb)-exposed nematodes Caenorhabditis elagans. Exposure to Pb at the examined concentrations decreased thermotaxis behaviors, and induced severe deficits in the structural properties of AFD sensory neurons. Meanwhile, Pb exposure caused the induction of severe oxidative damage, reactive oxygen species (ROS) production, and mitochondrial dysfunction in young adults. Moreover, pre-treatment with the antioxidants dimethyl sulfoxide (DMSO), ascorbate and N-acetyl-L-cysteine (NAC), used to inhibit both the ROS elevation and the mitochondrial dysfunction caused by Pb exposure, at the L2-larval stage prevented the induction of oxidative damage and the formation of severe deficits in thermotaxis and structural properties of AFD sensory neurons in Pb-exposed young adults. Therefore, the formation of oxidative stress caused by Pb exposure may be due to both the induction of ROS elevation and damage to mitochondrial function, and oxidative stress may play a key role in inducing the neurotoxic effects on the structures and function of AFD sensory neurons in Pb-exposed nematodes.     

基于贝叶斯的苯并(α)芘PBPK模型优化与健康风险评估应用

应用基于生理的药代动力学(PBPK)模型预测苯并(α)芘(BaP)暴露的人体内部剂量,基于贝叶斯的马尔科夫链蒙特卡洛模拟(MCMC)方法对模型参数进行校准和优化,最后运用已优化的模型对BaP内暴露基准值进行推导.研究发现,基于贝叶斯的MCMC方法对模型后验参数校准后,模型精度明显提高,两个数据集验证结果显示残差平方和分别降低了72%和94%.PBPK模型以BaP和子代谢物3-羟基苯并(α)芘(3-OHBaP)的体内动力学过程为结构基础,模拟BaP体内浓度分布大小为脂肪>肾脏>皮肤>缓慢灌注组织>快速灌注组织>静脉血>肝脏;3-OHBaP体内浓度分布大小为肾脏>快速灌注组织>脂肪>肺>静脉血>缓慢灌注组织>肝脏>皮肤.敏感性分析显示,快速灌注组织-血分配系数对模型输出影响最大,灵敏度系数超过了200%;排泄系数影响最小,只有肾小球过滤率K_BR的灵敏度系数超过了1%.以美国国家环境保护局推荐的参考浓度2.0×10^-6mg/m³为外暴露安全基准值,基于PBPK模型推导了职业暴露的BaP生物监测当量(BE),结果显示BE值为0.405pmol/mol肌酐(尿液3-OHBaP平均浓度),为基于人体内暴露剂量水平进行定量健康风险评估奠定了基础.     

亚砷酸钠对酵母细胞H2S代谢的影响

以模式生物酿酒酵母为研究对象,采用醋酸铅试纸条法、BIGGY琼脂及qRT-PCR技术检测了不同浓度亚砷酸钠胁迫下H₂S产量及产H₂S酶编码基因表达的变化,以探讨砷化物对酵母细胞H₂S代谢的影响.结果显示,0.5~2 mmol·L^-1的亚砷酸钠可诱导酵母细胞内源H₂S的产生,且H₂S合成相关基因的相对表达量与对照相比均有不同程度的上调.经0.05~0.2 mmol·L^-1的外源H₂S预处理后,酵母细胞对砷的耐受性明显提高.研究表明,亚砷酸钠可影响酵母细胞H₂S代谢,而H₂S含量可在一定程度上调控砷对酵母的毒性.     

云南省曲靖燃煤区人群多环芳烃的日暴露特征研究

2007年12月~2008年1月于我国云南省曲靖燃煤区开展人群多环芳烃(PAHs)的暴露评价研究.采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)测定了环境样品中16种PAHs的浓度,对暴露的途径及各种PAHs的来源比例进行了分析,以苯并(a)芘(BaP)致癌当量计算了人群日暴露总量.结果表明,人群日饮食暴露量为0.20μg/d,且与WHO报道的水平相当.日空气暴露量为5.26μg/d,占PAHs日暴露总量的96%,表明空气是当地PAHs暴露的主要来源.用BaP当量剂量评价致癌风险时,BaP从数量比3.08%上升至毒性当量比49.6%,低环PAHs毒性当量所占比例明显下降.当地人群BaP平均日暴露量为5.46μg/d,超过了标准限值3μg/d.PAHs暴露给当地环境和人群健康带来了长期危害.     

Reduced-glutathione concentrations in Boleophthalmus pectinirostris tissues exposed to benzo(a)pyrene

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＢｅｉｎｇａｔｙｐｉｃａｌｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ(ＰＡＨｓ) ,ｂｅｎｚｏ[ａ]ｐｙｒｅｎｅ(ＢａＰ)ｄｅｓｅｒｖｅｓｓｅｒｉｏｕｓｓｔｕｄｙｂｅｃａｕｓｅＰＡＨｓａｒｅｎｏｗｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄａｓｍａｊｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ .ＥｘｐｏｓｕｒｅｔｏＰａＨｓｉｓｖｉｒｔｕａｌｌｙｕｎａｖｏｉｄａｂｌｅａｎｄｉｓｓｔｒｏｎｇｌｙｓｕｓｐｅｎｄｅｄｏｆｂｅｉｎｇａｃａｕｓａｔｉｖｅｆａｃｔｏｒｉｎｃｅｒｔａｉｎｔｕｍｏ…     

乙草胺对小麦生理机能的影响与生物标记物识别

对乙草胺胁迫下小麦幼苗叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性、可溶性蛋白含量、丙二醛（MDA）以及叶片中叶绿素含量的变化进行了研究.结果表明,乙草胺处理小麦幼苗1 d后,叶片MDA含量显著增加,说明了乙草胺处理诱导有毒活性氧（AOS）生成,但随着处理时间的延长,不同浓度处理与对照的差异逐渐减小.对小麦叶片中POD活性变化的研究表明,在乙草胺胁迫的开始阶段,植物有能力抵抗低浓度乙草胺污染所产生的氧化胁迫,但是,随着暴露时间的延长和污染物浓度的增加,这种抵抗能力将会消失.对小麦SOD活性的研究表明,小麦叶片中POD酶活的上升可能与其它途径而不是SOD诱导产生的H₂O₂有关.小麦叶片中MDA含量和POD活性不能作为土壤乙草胺污染的生物标记物.小麦叶片中SOD酶活性有着作为乙草胺污染土壤生物标记物的潜力,但还需要进一步研究.小麦叶片叶绿素含量和可溶性蛋白含量可以作为乙草胺污染胁迫的生物标记物,并且小麦幼苗叶片可溶性蛋白含量与土壤乙草胺浓度之间具有较好的剂量-效应关系.