DNA宏条形码(metabarcoding)技术在浮游植物群落监测研究中的应用

保护生物多样性和生态系统健康是维持生态系统功能和实现人类可持续发展的必要条件。浮游植物作为水生生态系统的初级生产者发挥着重要的生态功能,同时有毒藻类的爆发也会威胁水生态安全。然而,基于形态学的物种鉴定方法难以满足日益增长的水生态环境监测的需求。DNA条形码技术利用基因组特定基因的DNA序列来鉴别生物物种,目前已被广泛用于快速物种鉴别。然而其在水生生态系统浮游植物群落的监测中才刚刚起步。由于浮游植物物种多样性高,单基因DNA条形码往往难以识别所有浮游植物种类;近年来,采用多基因条形码、全叶绿体基因组序列的超级条形码,以及特定DNA条形码方法在浮游植物种类鉴别中有很大潜力。本文综述了浮游植物DNA条形码技术在物种鉴别研究方面的进展,以及DNA宏条形码技术(DNA metabarcoding)在水生浮游植物环境监测的应用现状及前景。     

江苏省不同营养状况湖泊底栖动物群落结构与多样性比较

为了解江苏省湖泊底栖动物群落结构和多样性并研究其对水环境质量变化的响应,于2012年春秋两季对江苏省16个湖泊51个采样点湖泊底栖动物群落结构与多样性以及湖泊综合营养状态指数进行调查,分析水质指标与底栖动物指数间Pearson相关关系。结果表明,江苏省16个湖泊营养状态指数范围为35.5~66.4,其中约81.2%的湖泊处于轻度-中度富营养状态,表明水质从好到中度污染;湖泊底栖动物优势种为寡毛类的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),优势度为13.0%;香浓多样性指数(Shannon-Wiener diversity index)范围为0.00~2.20,级别范围由极贫乏到较丰富状态,表明水质污染程度从重度到轻度污染。从全省尺度看,水质评价结果与生物学(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和Biotic Index(BI)指数)评价结果存在一定差异。与历史数据相比,江苏省湖泊底栖动物清洁敏感物种减少甚至消失,总体群落结构趋于小型化。16个湖泊水体总氮和总磷与底栖动物密度呈显著负相关,而综合营养状态指数与底栖动物指数(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和BI指数)间关系不显著。上述研究结果表明综合营养状态指数无法完全客观反映湖泊水生态健康状况,因此需要综合水质、水文、水生生物、生境状况等因素发展新的评价指标体系。     

一种新的有机污染物C18 EmporeTM膜/水分配系数测定方法的探讨

本文采用C18Empore^TM膜替代正辛醇模拟生物体,建立了一套新的C18Empore^TM膜／水分配系数的测定方法,并从理论和实验两方面分析了C18Empore^TM膜／水分配 系数与正辛醇／水分配系数的异同点。实验结果表明,此法测定混合有机化合物的C18Empore^TM膜／水分配系数,可以取得较为满意的结果,这种新的有机污染物C18Empore^TM膜／水分配系数测定方法的建立,可为受污染可流中混合有机物生物富集因子（BCF）的预测和水环境纳污容量的评价提供技术支持,也为多经且分有机化合物定量结果－活性相关（QSARs）的研究和实际应用开辟广阔前景。     

长江下游沉积物中重金属污染现状与特征

对长江下游沉积物中的重金属Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn、Hg和As进行全量和醋酸提取态(包括水溶态、可交换态和碳酸盐结合态)分析.结果表明,大部分重金属主要来源于地壳元素的自然释放,但Cu、Zn、Hg和As在最近十几年因受到人为排放的影响质量比有所增加.长江江苏段的重金属质量比普遍高于入海口上海段;位于悬浮物易沉降地区的靖江重金属质量比明显偏高.Cu和Zn总体质量比较高,且醋酸提取态所占比例较大,对长江下游存在潜在的生态风险.     

利用模式动物线虫追踪造纸厂废水中酸碱类毒物的研究

在毒性鉴别评价技术TIE程序中引入模式动物线虫,并通过寿命、半数致死天数、生殖速度、生殖能力、身体运动行为等指标进行造纸厂工业废水中酸碱类毒物的毒性评价研究。结果表明,对线虫生命周期的影响程度上：2号>4号>1号>3号,对世代时间的影响程度上：2号>1号>3号?4号,对产卵数目与头部摆动频率的影响效应相当：1号?2号>3号?4号,对身体弯曲次数的影响程度上：1号?2号>3号>4号,且2号水样对线虫所有指标皆呈极显著性影响（p<0.01）。因此,造纸废水中的易受酸性影响的碱类毒物毒性相对最强,而易受碱性影响的酸类毒物以及颗粒状毒物只是对线虫具有一定程度的影响,或者影响某一特定的方面。该研究策略有效地对造纸厂工业废水中的酸碱性毒物的生态毒性进行了评价。     

内分泌干扰物对核受体二聚化影响的研究进展

环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals,EDCs)可模仿或拮抗天然激素与核受体结合,干扰核受体的同源或异源二聚,进而通过共调节因子的招募调控转录活性,最终引起内分泌干扰效应.目前研究主要针对EDCs与核受体的结合过程,忽视了其对核受体二聚化过程的影响,而该过程的阻断可直接导致转录失活.EDCs对于不同核受体二聚化的影响不同,只有激动剂EDCs能够促进雄激素受体(androgen receptor,AR)的同源二聚化,而雌激素受体(estrogen receptor,ER)在与具有激动或拮抗活性的EDCs结合后都可诱导ER二聚体的形成,但二聚化类型不同.通过检索ToxCast和Tox21数据库发现多达227种EDCs可以诱导ER二聚化,相比于ERα-ERα同源二聚体(6.09％ ～7.38％的活性率),EDCs更易诱导ERα-ERβ异源二聚体(11.25％ ～12.22％的活性率)和ERβ-ERβ同源二聚体(10.02％ ～11.69％的活性率).EDCs也能够差异性诱导其他核受体如维生素D受体(vitamin D receptor,VDR)与维甲酸X受体(retinoid X receptor,RXR)形成的异源二聚体,不同类型的二聚体对于研究EDCs转录活性的生理学相关性具有重要意义.基于经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)报告的参考化学品研究发现,相比于配受体结合活性,二聚活性与转录活性之间有着更好的相关关系.本文从EDCs介导的核受体二聚化转录机制、二聚化与转录活性间的关系以及二聚化研究方法三方面,总结EDCs对核受体二聚化的影响,以期为深入理解EDCs的分子作用机制,推进化合物的内分泌干扰风险评估提供参考.     

Na^＋—KT^＋—ATP酶活力与取代芳烃分子结构的相关性

本文应用环境毒理学和生物化学原理，检测了３８种取代芳烃类化合物对水生生物金鱼肝细胞内Ｎａ＾＋－Ｋ＾＋－ＡＴＰ三磷酸腺苷酶（ＡＴＰａｓｅ）活力的影响，给出了Ｎａ＾＋－Ｋ＾＋－ＡＴＰ酶活力（Ａ）民取代芳烃分子结构的相关性方程。     

城市综合污水处理厂污泥对Daphnia magna 的急性毒性与毒物特征

以城市综合污水处理厂污泥的浸提液对Daphnia magna的24h急性毒性为指标，研究了污泥放置时间与其毒性的关系。结果表明，污泥对Daphnia magna的急性毒性随旋转时间的增加逐渐增大，但在旋转两个月后毒性趋于稳定。对放置3d和84d的污泥，利用TIE（毒性鉴别评价）方法对其浸提液进行了毒物特性鉴别，结果表明，放置3d的污泥，浸提液毒性主要由酸性条件下易挥发的物质引起，放置84d的污泥浸提液中的毒物主要为金属离子和易与酸碱反应的物质。     

发光菌生物毒性测试方法的改进

针对发光菌发光强度本底差异较大,检测期间发光变化幅度宽的问题,在传统发光菌生物毒性测试实验中,引入校正因子(P^I_丙酮),研究了磁力搅拌时间、培养时间、培养代数和培养温度等条件对EC₅₀测定值的影响.结果表明改进后的方法实验重现性好,相对标准偏差(RSD)在2.1%～13.1%之间.发光菌生物毒性测试方法的改进,为获得可靠的毒性实验数据,进行多组分有机化合物定量结构-活性相关(QSARs)的研究奠定了一定的实验基础.     

有害结局路径(AOP)框架在水体复合污染监测研究中的应用

由于包含复杂的毒害化学污染物质,水体复合污染一直威胁着人类健康和水生生态安全。对复合污染水体进行监测、评估和治理是水环境管理的重点之一。监测并识别水体关键毒害污染因子是进行水质管理的前提,也是复合污染研究的难点。目前国内外在水复合污染毒性监测研究上主要基于动物活体试验或者生物体外测试。由于受限于毒理学测试方法,常见的应用通常仅关注于某方面的毒性效应或者少数的分子指标,因而受到质疑和挑战。有害结局路径(Adverse outcome pathway, AOP)的概念将化学污染物的结构、致毒的分子启动事件和生物毒性的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式。本文旨在论述有害结局路径在复合污染毒性评估和关键毒害物质鉴别中的指导性价值和意义。在有害结局路径的指导框架下,借助于生物体外高通量测试技术、化学分析的靶向和非靶向分析技术、和生物信息学技术,可以系统地分析化学混合物在分子、细胞水平上健康相关指标的响应水平,评估水体中复杂结构污染物,与不同生态和健康有害结局之间的关联,为水环境评价和优先污染物的筛选管理提供有效支撑。本文通过综述AOP框架在复合水体中毒害物质风险研究的现状和优势,对AOP在水环境环境管理上的应用前景提出展望。