HgCl2对铜绿微囊藻的急性毒性效应研究

研究了铜绿微囊藻在HgCl2胁迫下的生理指标变化.试验以藻OD680值的变化及光合色素质量浓度为指标检测藻种生长状况,研究了不同质量浓度HgCl2对微囊藻的毒性效应.结果表明,0.05-1.00 mg/L的HgCl2各处理组对藻种的生长均有抑制作用,且胁迫质量浓度与生长抑制间呈现正相关.随着HgCl2质量浓度的升高,藻光合色素质量浓度降低.l mg/L组抑制程度最显著,藻液由黄绿色变为白色,颜色变化明显,72h生长抑制率为50.76％,96h叶绿素a合成抑制率为90.09％.胁迫96h后,各处理组叶绿素和类胡萝卜素的比值均比对照组低,Hg对叶绿素的影响比类胡萝卜素更为显著.     

紫叶李叶片色素含量及叶绿素荧光动力学参数对SO2胁迫的响应

以盆栽紫叶李的2年生嫁接苗为试材,采用人工静态熏气装置分析了不同浓度SO2(0～22.8 mg·m-3)胁迫条件下(16d)紫叶李叶片光合色素含量及荧光动力学参数的变化情况.研究结果显示:在SO2浓度为5.7Mg·m-3的胁迫下,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、Chla/Chlb、总叶绿素和类胡萝卜素(Car)含量均比对照增加,在其它浓度处理下均减小,且与对照间差异显著(11.4mg-3m胁迫下叶绿素a和类胡萝卜素除外).在SO2浓度小于11.4mg·m-3时,紫叶李叶片花青苷和类黄酮含量随着胁迫强度的增强而增加(与对照间差异显著,P<0.01);而在SO2浓度大于11.4rag·m-3时则随着胁迫强度的增强而降低(与对照间差异显著,P<0.01).荧光动力学参数中,PSⅡ原初光能转化效率Fv/Fm随着胁迫强度的增强呈现先增加后降低的变化趋势,PSlI潜在活性Fv/F.、光化学淬灭效率qP随着胁迫强度的增强而减小,而荧光非光化学淬灭效率gN 却随着胁迫强度的增强而增加.研究结果表明,紫叶李苗木在低浓度SO2 (小于11.4mg·m-3)胁迫下通过自身较强的保护系统使机体免受伤害;而在高浓度SO2(大于11.4rag·m-3)胁迫下通过增加qN耗散过剩的光能和提高qbPSⅡ消耗多余能量来保护光合器官免受损伤,但叶片的光合色素含量和其它荧光参数均受到不同程度的影响,紫叶李叶片受到伤害与PsⅡ反应中心失活有关.     

TTC-脱氢酶还原法测定藻细胞活性的优化与评价

TTC-脱氢酶还原法可用于藻细胞活性的测定,但藻细胞色素会对测定产生影响。实验结果显示,当4mL细胞密度为1．3×10^10个／L的藻样,在提取剂浓度大于60％时,色素在485nm处产生吸光度值迭0．35-0．52,对测定产生较大干扰。采用正已烷进行萃取,可去除部分色素干扰,能将色素产生吸光度值降到0．14-0．32。碱性物质会破坏色素,在乙醇提取剂中加入KOH或NaOH,可将色素产生吸光度值从0．14—0．32降到0．04～0．26,所加碱性物质最佳浓度为0．001M～0．01M,过高浓度会破坏TTC的还原产物三苯基甲腊（TPF）。色素去除的最佳条件是：使用含0．001M～0．01MKOH或NaOH的50％乙醇作为提取剂,提取TPF后,用正已烷进行萃取,色素所致吸光度值可从0．45降至0．04,基本将色素干扰去除。     

白腐真菌细胞色素P450的诱导及检测方法研究

以CO结合差光谱为基本检测法,研究了白腐真菌黄孢原毛平革菌中细胞色素P450的诱导和适宜的分离检测方法.结果表明,正己烷对该真菌P450有显著的诱导作用,P450诱导量受正己烷浓度和诱导时间的影响,每小时投加正己烷2μL/mL、诱导6 h可使该真菌微粒体P450比浓度高达140~160 pmol/mg.在此基础上,本研究优化了分离P450时破碎细胞的方法以及光谱法检测P450的条件.破碎细胞时,采用高速分散结合玻璃研磨,比采用玻璃研磨、超声破碎和珠磨等方法分离的微粒体P450含量高1~5倍,是更为适宜的破碎方法.检测CO结合差光谱时,通气和还原条件对P450检测值有显著影响,较适宜的条件为:样品池和对照池分别通入等量的CO和N2,通气流量为3 mL/min(300μL样本),通气时间40 s;通气后投加还原剂低亚硫酸钠,投加浓度为0.4 mol/L.     

P450酶系对污染物的生物指示和催化降解机制

细胞色素P450酶系是广泛存在于不同生物体内的含有多种超家族CYP450血红素蛋白或相同结构域的一系列酶,是多组分电子传递链的终端氧化还原酶。最新研究发现,利用P450在生物体内的含量/活性与污染物浓度的定量响应关系可实现环境污染的早期预警和诊断,对环境污染的监测和预报具有重要意义。更重要的是,P450酶系被认为是生物对内源或外生污染物代谢途径的启动催化因子。P450的脱卤化、羧基化、脱烷基化、环氧化等催化作用在诱导污染物的分解代谢过程中起核心作用。本文综述了P450酶系的结构、催化过程和诱导抑制机理,分析了其在环境污染物的生物指示和催化降解中的应用进展,以便为利用P450进行环境预警和生物修复提供系统的理论和技术支持。     

四溴双酚A(TBBPA)对中肋骨条藻的毒性效应研究

为研究四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)对海洋微藻的毒性效应,本文设置五个不同浓度组(0、1.0、5.0、10.0、20.0 mg·L-1)进行中肋骨条藻(Skeletonema costatum)培养实验,在96 h内取样分析其光合色素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果表明,较低浓度组(1.0和5.0 mg·L-1)叶绿素a、叶绿素c和类胡萝卜素含量48 h之前被显著诱导,最大值出现在24 h;较高浓度组(10.0和20.0 mg·L-1)三种色素含量在48 h之前被显著抑制,24 h达最低值;72 h之后各浓度组均恢复到对照组水平。不同浓度TBBPA胁迫下,中肋骨条藻的可溶性蛋白含量、SOD活性和MDA含量一般被显著诱导,SOD活性和MDA含量在72 h和96 h时随TBBPA浓度升高而增加。虽然1.0 mg·L-1TBBPA对中肋骨条藻生长不具有可观测效应,但已影响到其生理生化指标。目前海水中TBBPA浓度较低,尚不会对中肋骨条藻产生毒性影响。     

扩展细胞色素P4502A6对大位阻底物的适应性

细胞色素P450酶(P450)的分子改造及其催化的生物转化是当前的两个研究热点.本研究以扩展P450 2A6的底物适应性为目标,通过尝试对P450 2A6酶进行N-端修饰提高表达量、筛选随机突变库以及点突变改变活性位点重要氨基酸残基等手段,在两个随机突变体中未筛选到功能突变体,但通过点突变重要氨基酸残基获得了新的突变体P450 2A6 (N297Q/I300A).该突变体具有比野生型和已报道的其它突变体更广泛的底物适应性,能够催化氧化大位阻底物6-苄氧基吲哚(6-OBzl-indole)生成蓝绿色物质.该物质经质谱测定为靛蓝类二聚体化合物.实验表明,其中两个氨基酸残基的变化都是关键突变,此结果与最新的P450 2A6突变体晶体结构研究相符.计算机模拟显示,I300A突变导致活性口袋在铁卟啉环的垂直和水平方向都增大,使其能接纳在两个方向都有位阻的底物;而297位的天冬酰胺是一个功能保守的残基,N297Q的变化可能与氢键等弱作用有关.图4表1参29     

微生物燃料电池阳极产电菌电子转移主要机制及其影响因素

微生物燃料电池(microbial fuel cells, MFCs)能够将有机污染物化学能转化为电能,有望成为解决环境和能源问题的重要技术之一.但微生物代谢产电效率低制约其规模化应用,电子的产生及转移过程也将直接影响MFCs电能输出.本文综述了MFCs产电菌胞内电子传递及胞外电子转移机制近年来的研究进展,着重总结了阳极产电菌胞外电子传递方式以及促进胞外电子传递能力的途径,阐述了电子转移过程存在的影响因素及其作用机理,并指出了MFCs今后应用中面临的问题及发展方向.     

负载型纳米零价铁对蛋白核小球藻的毒性研究

负载型纳米零价铁不仅能够克服单一纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)不稳定、易团聚等缺点,还能提高污染物的去除效率,因此被认为是一类具有广泛应用前景的高效环境修复材料.然而,纳米零价铁及其复合材料在应用过程中可进入环境,对环境及生态系统存在潜在风险.因此,为充分评估其应用对水环境的潜在危害,本文以蛋白核小球藻为受试生物,研究了负载型纳米零价铁(supported nanoscale zero-valent iron)D201-ZVI的藻类毒性及其影响因素.结果表明,负载型D201-ZVI可以显著降低nZVI生物毒性,在pH=6～10的范围内毒性效应会随pH的增加而减弱,共存污染物Cr(Ⅵ)及磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole,SMX)均会增加D201-ZVI对蛋白核小球藻的生长抑制作用.D201-ZVI在环境中的老化作用可以减弱其生物毒性,且其毒性作用会随着暴露时间的延长而逐渐消失.D201-ZVI是一种对生物及环境安全友好的新型材料.