彗星实验技术及其应用

彗星实验是瑞典科学家Ostling和Johanson于1984年发明的检测毒物DNA损伤效应的方法。它经历了从最初的微电泳技术、中性彗星实验、碱性彗星实验、酶切彗星实验和双向垂直彗尾彗星实验等不断完善的发展过程。在毒理学、遗传学和环境生态科学等领域有着重要的应用,是经济合作与发展组织(OECD)和欧洲食品安全局等国际组织推荐的测定遗传毒性的方法之一。彗星实验的关键点包括单细胞悬液的制备、细胞裂解液的成分与比例,低熔点琼脂糖凝胶的浓度,电泳条件等。在典型应用领域,如蚯蚓、鱼、两栖动物、鼠和人的彗星实验很难找到标准实验方案。成功的彗星实验还需关注,实验设计时必须包括阳性对照,结果表述时必须有图为证,实验方案可能因物种或细胞而异。     

纳米MnO2与常规MnO2粉末对Hela细胞DNA损伤的对比研究

为探讨纳米MnO2与常规MnO2粉末对细胞DNA损伤作用的差别,采用不同浓度的纳米MnO2与常规MnO2粉末(0、100、200、400μg·mL-1)对Hela细胞进行染毒,应用单细胞凝胶电泳(彗星实验)检测Hela细胞的损伤效应.结果表明,与对照组相比,纳米MnO2和常规MnO2各染毒组细胞尾部DNA百分率(TailDNA%)和尾矩(TailMoment)均显著增加(p<0.01);同一浓度下,纳米MnO2组细胞尾部DNA百分率和尾矩显著高于常规MnO2组(p<0.01).以上结果表明,纳米MnO2和常规MnO2粉末均能导致Hela细胞DNA损伤,且纳米MnO2的损伤作用强于常规MnO2.     

浮游动物DNA宏条形码多样性监测采样方法研究

浮游动物是水生生态系统的重要组成部分,对环境因子敏感,是水生生态健康状况的重要指示生物.基于传统形态学的浮游动物调查方法无法鉴定桡足类幼体,难以准确了解浮游动物群落组成.DNA宏条形码技术基于DNA序列差异识别物种,为浮游动物群落组成的准确解析提供了新方法.比较了不同浮游动物采样方法(直接过滤法和网富集法)对浮游动物D...     

环境基因组技术在微生物多样性研究中的应用

环境中的微生物具有极大的生物多样性,但99%的微生物不能通过标准的实验技术加以培养,不依赖于培养的环境基因组技术由于适合分析生态系统中整个复杂的微生物基因组而迅速发展起来。文章针对环境基因组技术的原理、方法以及目前该技术在环境微生物多样性研究中的应用等作一综述。     

pH值对SBR生物反应器出水溶解态有机质含量与构成的影响

为探讨污水二级生化出水中有机物(EfOM)的构成特点和变化规律,采用配置生活污水,对不同pH值运行条件下, SBR生物反应器出水中的溶解态有机质(DOM)含量和构成进行了比较研究.结果表明,运行期间pH值的调节对SBR反应器出水DOM含量与构成的影响均较大.初始pH为6.5的SBR反应器, pH值降低为6.0后,出水DOC由原来的4.0mg·L-1不断升高,进一步提高pH值,能够起到一定的缓解作用;初始pH为8.0的SBR反应器,出水DOC从4.0mg·L-1快速降低并保持在2mg·L-1左右, pH值降低为6.5后, DOC变化不大.单宁酸和蛋白质、碳水化合物、DNA等微生物代谢产物(SMPs)是出水DOM的主要组成部分, pH值对SMPs生成的影响是一个长期的过程,运行过程中降低pH值,造成出水SMPs含量不断升高. pH值对整个循环过程中溶解态有机物降解情况的影响,在厌氧阶段发挥了主要作用,较高pH值有利于厌氧阶段有机物的降解,而好氧阶段的有机物降解受pH值影响不大.     

气态甲醛对卡氏毛园蛛细胞遗传毒性的研究

为了研究气态甲醛对蜘蛛的遗传毒性,采用单细胞凝胶电泳实验及KCl-SDS沉淀法检测了卡氏毛园蛛(Eriovixia cavaleriei)暴露于气态甲醛(0、0.5、1.0、3.0mg·m-3)后的细胞DNA分子断裂、DNA-DNA交联、DNA-蛋白质交联状况,并以甲醛的水溶性实验为基础,总结了甲醛对不同动物细胞的遗传毒性.结果显示,中、低浓度甲醛(0.5、1.0mg·m-3)可引起卡氏毛园蛛细胞DNA链断裂,高浓度甲醛(3.0mg·m-3)除引起DNA链断裂外,还可诱导核内交联物的形成;随着甲醛染毒浓度的升高,DNA的损伤程度逐渐加重,显示出一定的剂量-效应关系.通过总结甲醛对不同动物的遗传毒性发现,随着甲醛浓度的升高(5～625μmol·L-1,生理盐水溶液),动物细胞DNA损伤基本表现为由DNA链断裂(DSB)→DNA-DNA交联(DDC)→DNA-蛋白质交联(DPC)的过渡;甲醛所致的DNA损伤在不同动物细胞中也存在差异,反映了不同动物细胞对甲醛的敏感性不同。     

可吸入颗粒物生物活性及其微观特征分析

采用质粒DNA评价法研究了2004年春季北京市区和郊区上甸子(本底区)PM₁₀的生物活性.结果表明,郊区上甸子2个PM₁₀的TD20值(引起20%质粒DNA损伤所需要的颗粒物剂量)分别为53μg·mL^-1和<50μg·mL^-1,市区2个PM₁₀的TD20值分别为125μg·mL^-1和100μg·mL^-1,说明郊区PM₁₀的生物活性明显高于市区.同时利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术,从PM₁₀微观特征上进行了生物活性差异的原因分析,认为其原因有:①上甸子PM₁₀中以细颗粒物为主,在0～0.7μm粒度范围内的细颗粒物的数量百分含量明显高于市区PM₁₀,而表面积则在0～1.0μm的范围内高于市区;②市区PM₁₀中以粒度较大的矿物颗粒物为主,而上甸子PM10则以生物活性较大的烟尘为主,数量百分含量高达58.8%.因此PM₁₀质量浓度并非评价可吸入颗粒物健康效应的唯一指标,颗粒物的粒度分布和类型可能在其生物活性中起重要作用.     

江苏省排污申报信息管理系统设计

排污申报登记是环境管理的基础性工作,需要现代信息技术提供有力的技术保证.笔者通过对江苏省排污申报工作的需求分析、信息管理系统的系统设计、数据库设计、功能模块、.NET技术架构方法及实施、系统的应用概况等方面的介绍,给出了一种开发环境信息系统技术方面的新思路和新方法.      

海洋沉积物中细菌DNA和RNA水平群落差异

海洋沉积物中的微生物在生物地球化学循环中具有重要作用.目前,细菌群落的研究多基于16S rRNA基因(DNA)展开,但DNA不仅包括活性微生物DNA也包括非活性微生物DNA,而RNA水平则可表征环境中具有活性的微生物种群.本研究采用荧光定量PCR和Illumina高通量测序技术,在DNA和RNA水平上研究了渤海和南黄海表层沉积物中细菌群落结构.结果表明,细菌DNA基因丰度比RNA基因丰度高1～2个数量级,DNA水平群落多样性高于RNA水平,二者群落结构差异显著.沉积物中的细菌具有活跃的化能异养、硫酸盐还原和硝化作用.基于16S rRNA基因的测序在探索微生物群落功能时可能会误判重要的功能微生物,总细菌群落中的"稀有生物圈"可能包含转录活跃者,发挥着重要的生物地球化学作用.总体而言,在分析来自稳定沉积环境的细菌群落结构时,基于16S rRNA的研究更能反映真实的生态状况.     

二氧化硫对小鼠不同脏器DNA的损伤作用

应用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)研究了SO₂对小鼠不同脏器(脑、肺、肝、脾、肾、肠和睾丸)及血液淋巴细胞遗传物质—DNA的损伤作用.结果表明,SO₂引起所有受试器官和血液淋巴细胞DNA损伤,且随SO₂浓度增加,DNA损伤加剧,并呈明确的剂量-效应关系.随吸入SO₂浓度增加,DNA受损伤的细胞数占总细胞数的比率增加,二者呈正相关.SO₂是一种全身性DNA损伤因子.