锰胁迫下龙葵和小飞蓬根叶中植物螯合肽和类金属硫蛋白的变化

采用溶液培养的方式研究不同锰浓度(0.005,2,4,8,16mmo.lL-1)胁迫下龙葵和小飞蓬的根和叶中的植物螯合肽(PCs)和类金属硫蛋白(MTLP)的诱导合成量.结果显示,随着锰浓度的升高,两种植物的株高和根长先略高于对照,而后逐渐下降.锰胁迫诱导植物产生的PCs有先上升后下降的趋势,但含量较少;而PCs产生的前体物质谷胱甘肽(GSH)和MTLP的诱导量与锰浓度之间存在一定相关性,随着锰浓度增加呈现先上升后下降的规律.两者的非蛋白巯基化合物(TNP-SH)和GSH在8mmol·L-1锰浓度下达到最大值,总体上龙葵的含量比小飞蓬大.MTLP的含量随着锰浓度的升高呈先上升后下降的趋势,龙葵在8mmol·L-1锰浓度时含量最高,而小飞蓬叶和根分别在2mmol·L-1和4mmo.lL-1时即达到最大,之后下降,且龙葵的MTLP含量大于相应浓度下的小飞蓬的含量.实验表明GSH和MTLP对不同锰处理浓度的响应都较敏感,故可作为植物耐锰胁迫及鉴定土壤锰污染的参考指标.随着Mn处理浓度增大,龙葵受Mn胁迫的影响比小飞蓬小,说明其耐Mn水平较小飞蓬高,更适合用于Mn污染地区的植物修复.     

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.     

TTPC对铜绿微囊藻生长及生理的影响

试验设定了6个TTPC浓度梯度处理组和1个对照组,研究十四烷基三丁基氯化鏻(TTPC)对铜绿微囊藻(FACHB469)生长及生理的影响。结果表明当TTPC浓度超过0.6 mg/L时能有效地抑杀铜绿微囊藻,当TTPC浓度为0.8 mg/L,藻细胞与药剂接触时间96 h,相对抑制率达84.68%,同时铜绿微囊藻的可溶性蛋白质量分数、叶绿素a含量及总糖质量分数与对照组相比均显著下降(p<0.05)。根据以上实验结果,我们结果推测TTPC杀藻机理可能是通过阻碍藻细胞生命活动所必需的蛋白合成,抑制叶绿素a的合成,导致藻细胞生命活动所需糖类等物质含量急剧降低,从而使藻细胞生命过程受到阻塞,最终破坏整个藻细胞。     

铜、锌、镉对固定态和悬浮态小球藻的除磷效果比较

采用海藻酸钙凝胶包埋固定,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了在pH为4,5,6,7和8的条件下,无重金属及ρ(Cu2+),ρ(Zn2+)和ρ(Cd2+)分别为0.05,0.5和5 mg/L时,固定态和悬浮态蛋白核小球藻对污水中磷的净化效率.结果表明:①相对于悬浮态,固定态小球藻由于海藻酸钠的包埋稳定性较强,磷的去除率较高;②小球藻磷的去除率受ρ(重金属)影响,随着ρ(重金属)的升高,磷的去除率降低,重金属产生的胁迫作用增强;③Cu2+对固定态和悬浮态小球藻的胁迫作用较Zn2+和Cd2+大,而Zn2+和Cd2+对固定态和悬浮态小球藻的胁迫作用随着ρ(重金属)的变化而有所差异;④pH对小球藻磷的去除率的影响随重金属种类、质量浓度及时间的变化而不同,Zn2+和Cd2+存在时,小球藻磷的去除率最高一般出现在pH为8的弱碱条件下,而Cu2+存在时小球藻磷的去除率受pH的影响差异不显著(P>0.05).     

Na2S胁迫/诱导下Bacillus vallismortis sp.EPS组分变化及其对铜锌的吸附

为研究胞外聚合物（EPS）对重金属吸附效果的影响,本文通过Na₂S胁迫/诱导Bacillus vallismortis sp.EPS的化学组成变化来强化其对典型重金属的吸附.结果表明,Na₂S胁迫/诱导强度为20mg/L时,S-EPS产量最高,达到105.58mg/gVSS,蛋白质较Control-EPS提高了近一倍,其中巯基含量达到154.36μmol/L,比胁迫前提高了48.2%.在此条件下,S-EPS对Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的吸附效果最好,对重金属离子的吸附与Langmuir等温式拟合较好,拟合理论最大吸附量分别达到1428.57和979.09mg/g EPS,且吸附过程符合二级动力学规律.三维荧光（3D-EEM）和红外光谱（FTIR）分析表明,巯基、蛋白质酰胺I带与酰胺Ⅱ带在吸附Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）中起到了主要作用,尤其是对Zn（Ⅱ）的吸附.说明外加硫源提高了巯基蛋白含量,大大提高了重金属去除效果.该生物吸附剂在重金属污染防治中显示出极大的应用前景.     

氮、硫沉降对尾巨桉和杉木幼苗光合特性的影响

采用二因素三水平法设计模拟氮(N)、硫(S)沉降的盆栽试验,以Na2SO4为硫源、46%CO(NH2)2为氮源,其中氮沉降梯度为N1(0 kg hm-2 a-1)、N2(50 kg hm-2 a-1)、N3(100 kg hm-2 a-1),硫沉降梯度为S1(0 kg hm-2 a-1)、S2(15kg hm-2 a-1)、S3(30 kg hm-2 a-1).模拟试验6个月后,测定尾巨桉(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗的SPAD值、可溶性蛋白含量、净光合速率(Pn)和叶绿素荧光参数,分析探讨氮、硫沉降处理下两树种幼苗光合特性的响应机制.结果表明:与空白对照组相比,单一中氮沉降显著促进两树种幼苗Pn的上升(P<0.05),且单一高氮沉降显著促进杉木幼苗可溶性蛋白含量的上升(P<0.05),表明单一氮处理在一定程度上提高了两树种幼苗的光合能力.尾巨桉幼苗各光合指标受单一硫沉降胁迫的影响较杉木幼苗更为显著,前者的SPAD值和可溶性蛋白含量在中硫处理下均显著下降(P<0.05),Pn反之;而后者仅SPAD值在中、高硫处理下显著上升(P<0.05).氮、硫复合沉降下,尾巨桉幼苗各项指标未见明显变化(P>0.05);杉木幼苗仅中氮高硫组的SPAD值和高氮高硫组的可溶性蛋白含量显著上升(P<0.05).综上,与单一氮、硫沉降相比,氮、硫复合沉降的交互效应并未显著增强两树种幼苗的光合特性,但两树种幼苗间对模拟氮、硫沉降的响应和耐受机制存在差异.     

低浓度SO2暴露诱导大鼠大脑皮层的炎症效应

为了解低浓度二氧化硫(SO2)慢性暴露对神经系统炎症反应的影响,通过建立Wistar大鼠SO2动式吸入染毒模型,采用荧光免疫组织化学方法考察低浓度SO2(3.5和7 mg/m3)慢性暴露下大鼠大脑皮层胶质细胞的活化反应,通过实时荧光定量PCR方法考察炎性因子的基因转录水平,并通过蛋白免疫印迹Western blot方法初步考察对与神经功能相关的胞外信号调节激酶亚型1和2(Extracellularly regulated kinase 1/2,ERK1/2)及核转录因子环磷腺苷效应元件结合蛋白(c AMP response element-binding protein,CREB)信号途径的影响.结果显示,长期低浓度SO2暴露增加大脑皮层星形胶质细胞和小胶质细胞的活化反应,最高暴露组分别为对照组的2.07倍和2.12倍;诱导大鼠大脑皮层中促炎症因子TNFα和IL-1β的m RNA水平上调,最高暴露组分别为对照组的1.68和1.58倍;同时大鼠大脑皮层中诱导型环氧化酶(Cyclooxygenase-2,COX-2)和诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,i NOS)的m RNA表达水平也明显增加,最高暴露组分别为对照组的1.59和1.45倍.此外,SO2暴露组大鼠大脑皮层中p-CREB和p-ERK1/2的蛋白表达减少,最高暴露组分别为对照组的0.73和0.74倍.本研究表明,慢性低浓度SO2暴露通过增加大鼠大脑皮层星形胶质细胞和小胶质细胞的活化反应,引起炎症因子TNFα、IL-1β、i NOS和COX-2 m RNA的高表达,而且会引起p-ERK1/2和p-CREB的蛋白表达水平下调,提示SO2暴露会通过炎症反应引起细胞信号传导和核转录的异常,导致神经功能损伤.     

冷诱导RNA结合蛋白(CIRP)过表达载体的构建及鉴定

为构建携带冷诱导RNA结合蛋白(Cold inducible RNA-binding protein,CIRP)的过表达载体,首先从4℃条件下冷处理8 h的SD大鼠睾丸组织中获得CIRP基因的c DNA序列,然后扩增CIRP基因的编码区,将其克隆到真核表达载体p Lenti6/V5中,酶切鉴定并测序.将克隆成功的质粒转染HEK293T细胞,用Western blot检测CIRP的表达水平.成功扩增CIRP编码区,并将其克隆至载体p Lenti6/V5中;当将CIRP过表达载体转染HEK293T细胞后,Western blot检测结果显示CIRP蛋白表达水平明显增加(P<0.01).本研究成功构建了CIRP过表达载体,为进一步研究CIRP的作用机制提供了基础工具.     

基于流式细胞技术的铜绿微囊藻自动识别参数筛选方法研究

微囊藻的快速定量研究是水华预防与控制的重要研究内容,本研究基于浮游植物流式细胞仪,探讨了铜绿微囊藻特征指标体系建立的方法.研究发现FL Red Average为将藻细胞与培养体系中杂质有效区分的最重要的指标.通过与显微计数和蛋白核小球藻的重复试验验证了该指标的有效性.在此基础上,以蛋白核小球藻为干扰信号,探讨了铜绿微囊藻特征指标建立的方法.结果表明,红色荧光信号均值(FL Red Average)为铜绿微囊藻最重要的特征指标,能实现铜绿微囊藻与杂质信号和蛋白核小球藻的有效区分.为兼顾准确与效率,结合指标的生理意义与数学特征,建议FL Red Average、SWS Average与FL Orange Average为铜绿微囊藻特征指标,相应的取值范围为1.39 mv～17.72 mv、22.05 mv～781.15 mv和0.43 mv～ 1.84 mv.     

4种唑类杀菌剂对蛋白核小球藻的急性毒性及其致毒机理

唑类杀菌剂因其广谱性和稳定性会残留在水环境中,从而危害人类及其他生物的健康.目前对唑类杀菌剂的毒性研究大多集中在急性毒性,对其致毒机理知之甚少.本研究将三唑醇、三唑酮、克霉唑和氯咪巴唑4种常见的唑类杀菌剂作为目标污染物,以蛋白核小球藻作为指示生物,研究4种唑类杀菌剂暴露96 h后对蛋白核小球藻生长和生理变化的抑制作用.结果表明,4种目标污染物浓度越高对蛋白核小球藻的生长抑制程度越强,在50％效应下,96 h时毒性大小为:氯咪巴唑>克霉唑>三唑醇>三唑酮.其毒性机制可能与活性氧(ROS)的持续积累有关,随着污染物浓度升高,ROS含量不断增加,其中刺激作用最明显的是克霉唑,ROS的增加促进丙二醛(MDA)的大量产生,从而使绿藻产生氧化损伤,激发了不同水平的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性;同时,它们对叶绿素和蛋白质的合成也存在明显的抑制,破坏了绿藻的光合机制,最终造成藻细胞凋亡.研究结果为评估唑类杀菌剂对水生生物的毒性提供重要的理论支持.