松花江浮游生物群落DNA指纹与物种组成比较研究

对2006年1月采自松花江红旗渡口到同江7个样点的浮游生物群落进行了RAPD指纹分析,进而探讨了河流生态系统浮游生物群落DNA指纹与物种组成之间的关系.筛选出的8条随机引物扩增的谱带全为多态性带,其中特有条带所占比例最大(30.2%);形态分类共检测到浮游生物66种,且没有检测到7个样点的共有种类;这些结果显示研究区域浮游生物群落相似性比较低,环境差异性较大.基于DNA指纹的聚类进一步表明,同江、红旗渡口和佳木斯的浮游生物群落较为相似而聚为一枝,哨口、肇源和哈尔滨为一枝,而松原成为单独的一枝.物种组成则将上游的红旗渡口与哨口,下游的同江与佳木斯分别划为一类,位于中间的3个样点为一类.DNA指纹主要揭示相对优势类群DNA的多态性,因此主要反映的是浮游生物群落与环境的关系;而物种组成在这里更多是反映与空间距离的关系,水流是重要的影响因素,上游的部分个体随水流带到了下游.由此可见,浮游生物群落DNA指纹分析在河流生态系统大空间尺度研究中具有重要意义,尤其是在揭示群落与环境关系方面,并能为水环境分子生物学评价体系的建立积累基础资料和提供蘑要依据.图4表3参21     

海南近海点带石斑鱼野生和养殖群体微卫星多态分析

采用微卫星分子标记技术对海南近海点带石斑鱼野生和养殖群体的遗传变异进行了研究.实验所用点带石斑鱼分别于2005年6月和9月取自海南万宁石斑鱼养殖基地和三亚近海,均为20尾,取全血以酚-氯仿抽提方法提取基因组DNA,利用微卫星引物进行PCR扩增,反应产物经8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离、银染显色,并计算了相应的遗传学参数.结果表明,在野生和养殖群体中, 7个基因座位的等位基因平均数(A)分别为3.29和3.29,每个基因座位有效等位基因数(ae)分别为1.90～3.68和1.83～4.06,野生和养殖群体平均杂合度(Ho)分别为0.790 4和0.833 7;两个群体间的遗传相似性系数为0.832 5,遗传距离为0.183 4.由此可知,点带石斑鱼野生群体的等位基因数、平均有效等位基因数等于养殖群体,而杂合度两群体相当(P=0.637>0.05),说明海南近海点带石斑鱼野生和养殖群体的种质资源较好.     

耐辐射球菌抗辐射机制研究进展及其环境修复应用前景

概述了耐辐射球菌Deinococcus radioduras的分类和命名、生理生化特性及基因组特性.综述了耐辐射球菌辐射抗性机制中发挥主要作用的DNA损伤修复途径和主要修复蛋白、特殊的细胞壁和基因组结构以及抗氧自由基能力3个方面的研究进展,并对其在环境修复中的应用前景进行了展望.     

Vero细胞对2,4,6-三氯苯酚的毒性响应特征和敏感性分析

以2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol,TCP)为例,采用MTT比色实验和ANNEXIN V-FITC/PI双染色-流式细胞技术研究了Vero细胞对有机化学污染物的毒性响应特征和敏感性,以期发现一种灵敏、可靠的表征微量化学物质综合毒性的方法.研究结果表明:1)TCP浓度对Vero细胞的毒性响应特征有决定作用.低浓度TCP(≤0.5mg·L-1)即可使部分细胞从原有的刚性不规则三角形结构变为圆形或椭圆形,但细胞的生长未受明显抑制.TCP浓度在1~5mg·L-1时,细胞生长开始受到抑制,表现为细胞增殖受到抑制及部分细胞凋亡或死亡,但增殖抑制率和TCP浓度之间的关系不明显.当TCP浓度大于5mg·L-1时,细胞增殖明显受到抑制,且随TCP浓度的增加,细胞增殖抑制率逐渐升高.2)TCP作用时间对Vero细胞的毒性响应特征有显著影响.ANNEXIN V-FITC/PI双染色-流式细胞仪检测结果表明,TCP作用24h内Vero细胞毒性表现为以细胞膜的完整性受到损伤为主,凋亡或坏死细胞比例较小;而48h后,凋亡细胞的比例明显增加.细胞复壮实验结果进一步证实24h内形态发生变化的细胞并未完全坏死或凋亡.以上结果表明细胞形态变化和细胞膜损伤均为细胞毒性的早期表现特征,两者之间可能存在某种相关性,以此表征化学污染物的生物毒性具有较高的灵敏度,值得进一步研究.     

飞机铝合金结构腐蚀损伤预测方法对比性研究

依据飞机LD2结构材料的加速腐蚀试验数据,提出了数据拟合、神经网络、时间序列3种腐蚀损伤预测方法,并对3种预测方法的基本原理、预测精度及预测外延性进行了对比分析。研究发现神经网络和时间序列方法预测精度较高;时间序列方法的预测外延性较好,能够以较高精度预测未来一段时期腐蚀损伤的发展趋势及损伤程度。因此,应根据研究需要选用合适的方法进行腐蚀损伤预测。     

PM2.5中丙二醛的检测、浓度特征及氧化损伤的研究

以和田市城区2014年采集的大气PM_(2.5)样品为实验对象,将0.1 g的PM_(2.5)样品膜与2-硫代巴比妥酸(0.2%)和三氯乙酸(20%)混合显色液反应,用可见光分光光度计测定反应产物的吸光度,通过正交实验来优化PM_(2.5)膜中丙二醛(MDA)的提取及测定条件,结果表明,在反应温度90℃、超声和加热时间40 min、显色剂用量为45 mL时,反应产物在532 nm处具有稳定的最大吸收峰。对和田市城区PM_(2.5)及MDA质量浓度的变化特征分析结果表明,和田市城区4个季节PM_(2.5)平均质量浓度由高到低顺序分别为春季(1 096.67±369.60)μg/m~3、夏季(1 016.16±708.00)μg/m~3、秋季(686.88±525.00)μg/m~3和冬季(214.54±94.70)μg/m~3。MDA平均质量浓度的变化范围为1.10～7.75 ng/m~3,其平均值最高为夏季(4.43±1.80)ng/m~3,最低为春季(1.42±0.60)ng/m~3,冬季与秋季相当,分别为(2.93±0.70)ng/m~3和(2.83±0.80)ng/m~3;最终,将PM_(2.5)膜中MDA的质量浓度与相应的TD_(30)(体外DNA氧化损伤达到30%的剂量)进行相关性分析得出,无论是全样还是水样的TD_(30)值均随MDA浓度的升高而呈降低的趋势。其中,全样与MDA质量浓度的相关性更为显著(r=-0.597,显著性P0.01)。     

基于混凝土循环剥落的隧道火灾损伤数值模型研究

为研究混凝土高温剥落对隧道衬砌火灾损伤的影响,在现有隧道结构非线性瞬态热—力耦合有限元模型基础上,提出1种在火灾高温条件下混凝土发生剥落的循环算法,以模拟火灾下衬砌结构截面面积的损失,并引入混凝土临界剥落温度的概念,得出基于混凝土循环剥落的隧道衬砌火灾损伤数值模型建立流程。利用该模型对某隧道衬砌结构进行火灾损伤模拟,并与试验结果进行对比验证。结果表明:火灾下隧道混凝土衬砌结构内逐渐增大的热应力是导致普通混凝土高温剥落的主要原因;可将衬砌受火面是否达到临界剥落温度作为隧道发生高温剥落的充分条件进行火灾损伤分析;模型求解所得的数值模拟结果与现场火灾试验数据基本吻合,验证了其可行性;混凝土高温剥落与否对衬砌结构等效温度应力有较大影响,在隧道衬砌结构抗火性能分析过程中应尽量考虑混凝土高温剥落造成的影响。     

苯并[a]芘和1-羟基芘诱导人胚胎干细胞分化心肌细胞ROS、CYP基因表达和DNA损伤

多环芳烃(PAHs)化合物中的苯并[a]芘和PAHs暴露检测标志物1-羟基芘与心脏功能障碍有关,但其生物学机制尚不清楚。为研究苯并[a]芘和1-羟基芘对心脏的毒性作用,基于人胚胎干细胞分化心肌细胞(hESC-CM)研究了苯并[a]芘和1-羟基芘对心肌细胞活性氧(ROS)生成、CYP基因表达和DNA损伤等的影响。结果表明,苯并[a]芘和1-羟基芘对h ESC-CM活性无影响,但能显著增强细胞ROS水平,诱导DNA损伤。此外,苯并[a]芘还能诱导细胞线粒体促凋亡基因的表达。研究表明,苯并[a]芘和1-羟基芘能通过诱导氧化应激和DNA损伤事件导致h ESC-CM损伤,在一定程度上解释了多环芳烃暴露导致心脏疾病的分子机制。     

环境DNA宏条形码监测水生态系统变化与健康状态

开展快速可靠的水生态监测并预测其变化趋势,对保护水生态环境具有重要的价值。近年来,环境DNA宏条形码技术(简称环境DNA技术)的快速发展弥补了传统形态学生物监测的缺陷,显著提升了水生生物群落的监测能力。与机器学习、遥感和云服务等技术结合,环境DNA技术不仅能大尺度、高频率、高灵敏度、自动化地获取生态监测信息,而且能准确地识别水生态系统的变化趋势,进而改变对水生态系统的认识与管理方式。因此,研究着重总结了环境DNA技术在水生态监测中的应用,分析了环境DNA技术与机器学习、卫星遥感等跨学科合作的潜在机遇,基于环境DNA技术简单、便捷的优势,提出了社会公民参与水环境保护的生态监测新思路。