基于环境DNA技术的江苏省鱼类群落监测应用初探

鱼类是水生生态系统生物多样性的重要组成部分,为了解江苏省地表水监测断面鱼类群落结构特征,利用环境DNA宏条形码技术对2020年4-5月江苏省148个地表水监测断面的鱼类群落进行了调查.在环境DNA样品中共检测到鱼类可操作分类单元(OTU)418个,共注释到10目14科32属46种,其中鲤形目的鱼类有27种,序列占比达8...     

底泥水体中适用于PCR的不同形态DNA的提取方法（Methods of Extraction Different Gene Types of Sediments and Water for PCR Amplification）

提出直接从环境河流底泥和表层水体中同时提取不同形态DNA(胞内、胞外、染色体和质粒DNA)的有效方法.利用该方法提取了海河典型区域底泥的胞外DNA和胞内DNA及水体中细菌染色体DNA和质粒DNA.结果表明,NaH2PO4提取的胞外DNA分子量大于1kb,提取率40%～72%,没有共提取胞内DNA.胞内DNA提取的分子量均大于23.1kb,细菌质粒DNA与染色体DNA同时分离.16SrDNA与sul2扩增验证提取方法可靠性.16SrDNA扩增结果显示所有胞外DNA呈阴性,胞内DNA呈阳性.质粒DNA和染色体DNA的16SrDNA扩增显示,染色体DNA结果显阳性,质粒DNA呈阴性,sul2的结果相反.     

彗星实验检测新农药呋喃虫酰肼对小鼠细胞DNA的损伤(Damaging Effects of Pesticide JS-118 on DNA of Mice Cells Measured by the Single Cell Gel Electrophoresis Assay)

应用彗星实验检测了新农药呋喃虫酰肼(JS-118)对小鼠脾细胞和睾丸细胞的DNA损伤,并比较了这两种细胞对呋喃虫酰肼的敏感性.体外染毒1.5h后,进行单细胞凝胶电泳,然后EB染色并用CASP分析图像.结果表明,呋喃虫酰肼在各个剂量浓度(100、200、500、1000mg·L-1)都会引起睾丸细胞DNA损伤(与对照组均具有显着性差异,p<0.05),且存在明显的剂量-效应关系;而呋喃虫酰肼在较高剂量浓度(200、500、1000mg·L-1)可引起脾细胞DNA损伤(与对照组均具有显着性差异,p<0.05),且存在明显的剂量-效应关系.与脾细胞相比,睾丸细胞对呋喃虫酰肼更为敏感.     

电子垃圾拆解地区人体双酚A内暴露及与氧化应激效应的关联研究

中国已成为全球电子垃圾的主要回收地之一,电子垃圾拆解造成的污染物人体暴露及健康效应备受关注。尤其是在粗放的拆解方式下,释放的双酚A(bisphenol A,BPA)等污染物暴露以及对拆解地区人群的健康影响是重要的科学问题。选取中国北方某电子垃圾拆解地区(即暴露地区)人群为研究对象(包括29名电子垃圾拆解从业者和24名当地居民),以40 km外无电子垃圾拆解地区的人群(N=53)作为参照。暴露地区人群尿液中BPA浓度(中值:10.7μg·g-1肌酐)显著高于参照地区人群(中值:0.66μg·g-1肌酐;P0.01),提示电子垃圾拆解活动可能造成当地人群对BPA的高暴露。暴露地区人群的尿液8-羟基脱氧鸟苷(8-OHd G;中值:236μg·g-1肌酐)高于参照人群(中值:142μg·g-1肌酐),统计结果接近显著(P=0.055)。暴露地区人群血清中谷胱甘肽S转移酶(GSH-ST)与铜/锌-超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)含量较参照组显著降低;而谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)显著高于参照组(P0.01)。BPA与8-OHd G显著正相关(P0.05)、与GSH-ST负相关(P0.01);多元回归结果显示,尿液中BPA浓度每上升1倍,8-OHd G升高34.9%(95%CI:19.4%~52.3%),而GSH-ST下降5.46%(95%CI:1.17%~9.56%)。本研究显示,电子垃圾拆解可导致该地区人群对BPA的高暴露,这种暴露可导致氧化应激包括对DNA的氧化损伤。     

Cl-BDE-208和BDE-209诱导LINE-1基因低甲基化和ESR1基因高甲基化

十溴联苯醚(BDE-209)是使用最多的一种多溴阻燃剂,由于具有高亲脂性和低挥发性,容易蓄积在生物体内,在人体血清、母乳、肝脏等组织中均有检出;其环境脱溴产物九溴一氯联苯醚(Cl-BDE-208)也在血清样品和环境样品中被频频检出,而目前对这种化合物的毒理学研究,特别是对人体早期健康效应的研究较少。为了评估Cl-BDE-208和BDE-209的早期健康效应,以人乳腺癌细胞MCF-7为模型,环境相关浓度(0.375~3μmol·L-1)为暴露浓度,检测Cl-BDE-208和BDE-209对重复序列LINE-1、全基因组DNA甲基化(GDM)和雌激素受体基因(包括ESR1和ESR2)甲基化水平的改变。结果表明,Cl-BDE-208和BDE-209都可能通过降低DNA甲基化转移酶(DNMTs)活性而诱导了LINE-1和GDM的低甲基化,8-羟基脱氧鸟苷(8-OHd G)水平的升高可能参与了BDE-209引起的低甲基化过程;同时通过促进雌激素受体α(ESR1)基因的高甲基化而显著下调了ESR1基因的表达,而对雌激素受体β(ESR2)基因甲基化水平并没有显著影响。Cl-BDE-208和BDE-209都可能通过改变DNA甲基化水平而影响人体的早期健康效应,同时ESR1基因的高甲基化可能是Cl-BDE-208和BDE-209引起内分泌毒性的机制之一。     

nano-TiO_2与1,2,4-TCB联合作用对斑马鱼鳃组织结构及染色体损伤研究

采用组织病理切片法、微核及彗星试验研究nano-TiO_2和1,2,4-TCB联合染毒对斑马鱼鳃组织结构、细胞微核率及DNA损伤的毒性效应。结果表明,单独nano-TiO_2暴露不会导致斑马鱼鳃组织结构损伤,也不会引起明显的微核及染色体损伤。1,2,4-TCB(≥10 mg·L~(-1))会引起鳃组织和细胞染色体的损伤。nano-TiO_2与1,2,4-TCB联合作用会加重斑马鱼的鳃组织结构损伤,出现鳃小片排列严重紊乱,表皮细胞断失严重,鳃小片上皮细胞坏死脱落,鳃丝结构模糊等症状。两者联合作用会引起鳃细胞微核率增加和彗星细胞率的增加,呈现一定的剂量-效应关系,且两者间的联合作用具有协同作用。对彗星试验的尾部DNA百分比、尾长及尾距的分析发现,与对照组和单独作用相比,两者联合作用对彗星指标均有显著增强作用,这表明两者联合作用对染色体的损伤属于非特定片段损伤。     

立方体和八面体微/纳米氧化亚铜对大型水蚤(Daphnia magna)的氧化胁迫和生理损伤

为了实现特定的功能和应用,越来越多不同结构特性的纳米材料逐渐被人们精确合成。一些研究指出纳米材料的物理化学特性能够显著影响纳米材料对水生生物的毒性作用,但是对于不同特性的纳米氧化亚铜的毒性研究依然比较缺乏。本研究制备了2种不同形貌和结构的微/纳米氧化亚铜(micro/nano-Cu_2O)晶体,通过对大型水蚤(Daphnia magna)进行72 h的急性暴露实验,测定了大型水蚤体内还原型谷胱甘肽(GSH)的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和钠/钾腺苷三磷酸酶(Na+/K+-ATPase)的活性变化。结果表明在2种不同特性的微/纳米氧化亚铜暴露体系中,大型水蚤体内Cu的积累量差别不大,但是不同结构的micro/nano-Cu_2O对大型水蚤抗氧化酶活性和钠/钾腺苷三磷酸酶活性影响存在差别。与立方体相比,八面体micro/nano-Cu_2O能够暴露更多的{111}面,并且其原子排列使其具有较高的表面能量,因此更容易在大型水蚤肠道内诱导产生活性氧(ROS)及溶出更多Cu2+,对大型水蚤产生更强的氧化胁迫和膜损伤。     

羰基镍急性染毒致大鼠淋巴细胞DNA损伤的剂量时间效应

通过急性动物实验观察不同剂量羰基镍(Ni(CO)4)染毒对大鼠淋巴细胞DNA的损伤程度。采用静态方式对SD大鼠染毒30 min,以羰基镍20 mg·m~(-3)、135 mg·m~(-3)和250 mg·m~(-3)为低、中和高剂量染毒组,250 mg·m~(-3)氯气染毒组为阳性对照组,未染毒组为正常对照组。大鼠染毒后1 d、2 d、3 d和7 d分别收集样本。采用单细胞凝胶电泳测量淋巴细胞DNA的损伤程度。通过对所得彗星图像的尾长和Olive尾距(OTM)指标结果分析发现,大鼠淋巴细胞损伤程度随着羰基镍染毒剂量的增加而增加,4个时间点各剂量组间均有显著差异(P0.05),4个剂量组各时间点均有显著差异(P0.05),且随时间变化有一定的变化规律,损伤程度在3 d时达最大,而后缓慢下降;在高剂量组染毒和染毒后3 d,损伤程度达到最大。急性羰基镍染毒可致淋巴细胞DNA显著损伤,且存在明显的剂量、时间和交互效应。     

苯并（a）芘对罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）肝细胞DNA损伤的影响

苯并（a）芘（Benzo（a）pyrene,BaP）是一种含有5个苯环的多环芳烃,是环境中广泛存在的一类有机污染物,苯并（a）芘可引起多种形式的DNA损伤。彗星试验,又称为单细胞凝胶电泳（Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE）,是一项灵敏、快速的在单细胞水平检测DNA链断裂的技术,已经广泛应用于水环境的生物监测中。污染物的毒性监测与评估一直是环境科学研究的热点问题之一。本文通过生态毒理学试验,利用单细胞凝胶电泳技术,研究不同浓度苯并（a）芘暴露对罗非鱼（GIFT Oreochromis niloticus）肝细胞DNA的损伤情况。试验将罗非鱼在0.1、1、10、50μg·L-14个苯并（a）芘（BaP）浓度下分别暴露4、7、14 d,利用彗星试验研究BaP对罗非鱼肝细胞DNA的损伤情况,以尾部DNA含量、尾长、尾矩及Olive尾矩为评价指标,结果表明,BaP会对肝细胞DNA造成不同程度的损伤：在0.1、1、10μg·L-13个浓度组,DNA损伤随着BaP暴露浓度的增加而增加,呈现一定的剂量效应关系,50μg·L-1组DNA损伤有所下降。在时间上,除1μg·L-1剂量组的尾部DNA含量、10μg·L-1组的尾部DNA含量及Olive尾矩外,其他指标有在第7天降低之后又升高的趋势,这意味着肝细胞DNA损伤可在一定程度上反映水体中BaP的污染情况。该实验为进一步探讨苯并（a）芘的致癌机制及环境中苯并（a）芘的监测提供一定的科学依据。