不同亲疏水性质纳米氧化铝存在下铜对斜生栅藻毒性效应的研究

纳米氧化铝是应用非常广泛的一类人工纳米材料。当它被释放到水环境中后,会与环境中原有的重金属发生相互作用并对其毒性产生影响。文章研究了不同亲疏水性质的纳米氧化铝存在下铜对斜生栅藻的毒性效应,测定了藻细胞的生长抑制、金属积累及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、丙二醛等生化指标的变化。结果表明,纳米氧化铝显著降低了铜离子对藻细胞的生长抑制,藻细胞内铜的积累量及氧化损伤降低。但不同亲疏水性质的纳米氧化铝之间并不存在显著差别。这可能是由于纳米氧化铝对水中的铜离子发生了吸附,间接降低了藻液中的不稳态铜的浓度,从而减轻了铜对藻细胞的毒害。而纳米氧化铝的不同亲疏水性质对吸附水中铜离子的能力没有显著的影响。     

Q345R在微量小分子有机酸中的腐蚀行为研究

本文通过腐蚀失重试验、腐蚀产物分析和交流阻抗谱研究了Q345R在不用的微量的两种小分子有机酸(甲酸和乙酸)中的常温25℃和液相高温85℃中腐蚀行为.根据试验结果可知,随着浓度的逐渐升高,Q345R在两种小分子有机酸腐蚀速率均有所升高,腐蚀产物逐渐增厚,腐蚀形貌未发生明显变化.根据电化学试验结果,在25℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间明显降低,并且表面吸附作用明显减弱.在85℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间变化不大,反应行为也未发生明显的变化.这说明在较高的温度下,随着反应激活能提高,扩散条件并非控制腐蚀反应的最主要因素,腐蚀行为也与较低环境温度下产生显著的区别.     

水蚤分子生态毒理学研究进展

水蚤是广泛分布于各类淡水水体中的浮游动物,在水生生态系统中具有重要地位,也是水生毒理学研究中常用的模式生物。近年来,分子毒理学的发展为水蚤生态毒理学研究提供了新的工具和研究思路。本文分别从基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表观遗传组学方面,综述了不同环境污染物(重金属、农药和杀菌剂等有机污染物、环境激素类化合物、纳米材料和藻毒素等)对水蚤的生态毒理学效应及分子机制,为通过水蚤生态毒理学研究进行环境污染生物标志物筛选及生态风险评估提供参考。     

BDE-28对斑马鱼核受体介导的内分泌干扰效应研究

2,4,4’-三溴联苯醚(BDE-28)在环境中普遍存在,且在长江流域多种水生生物中检出。目前,国内外对高溴代PBDEs(如BDE-47、BDE-99等)的水生脊椎动物内分泌干扰效应报道较多,而BDE-28的有关研究则相对较少。将斑马鱼胚胎暴露于2、20和200μg·L~(-1)的BDE-28后,借助q-RT-PCR方法对幼鱼8个重要受体包括雄激素受体(AR)、甲状腺激素受体(TR)、芳香烃受体(AhR)、雌激素受体(ER)、糖皮质激素受体(GR)、孕烷X受体(PXR)、盐皮质激素受体(MR)和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)相关基因的转录水平进行了研究。结果表明,BDE-28暴露可导致AR、TR和Ah R的基因下调,其中核心受体AR和TR在低中高3种浓度下的下调倍数分别为3.03、2.64、10.10和2.21、2.18、2.31,芳香烃受体基因2(ahr2)在暴露于2和20μg·L~(-1)的BDE-28后,下调倍数分别为12.65和9.23,而雌激素受体(er1)基因在低中高浓度显著上调,上调倍数分别为12.29、12.67和15.87,雌激素受体(er2a)基因在2和20μg·L~(-1)BDE-28下的上调倍数分别为10.83和17.19。进一步采用分子对接和分子动力学模拟的方法研究BDE-28与AR、TR、Ah R和ER之间的相互作用。结果显示,BDE-28与这些受体通过疏水和氢键等相互作用稳定结合,动力学模拟后骨架原子的均方根偏差(RMSD)在5 ns后较稳定。由此可知,BDE-28通过AR、TR、Ah R和ER受体介导产生内分泌干扰效应。     

酚类化合物臭氧氧化速率的神经网络研究

酚类化合物(BP)是重要的工业原料或中间体,但工业废水含有的酚类化合物会对环境造成污染。为建立酚类化合物臭氧氧化速率的QSPR(quantitative structure-property relationship)预测模型,分析了23种酚的分子结构与臭氧氧化速率之间的相关关系,计算了这些酚的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了连接性指数的1χ和2χ、分子形状指数的K1和K2共4种参数,将其作为BP神经网络的输入层变量,臭氧氧化速率作为输出层变量,采用4:2:1的网络结构,获得了令人满意的QSPR神经网络预测模型,模型总相关系数r为0.976,计算得到的臭氧氧化速率的预测值与实验值较为吻合,平均残差仅为0.05;为检验结构参数建立模型的普适性,同样方法建立对酚类化合物的辛醇-水分配系数的预测模型,模型总相关系数r达到0.993,辛醇-水分配系数的预测值与实验值吻合度较为理想,结果表明,本法建构的神经网络模型具有良好的稳健性和预测能力。     

羟基多溴代二苯醚与甲状腺素运载蛋白相互作用的3D-QSAR研究

近年来,羟基多溴代二苯醚(OH-PBDEs)的类甲状腺素效应逐渐引起人们的关注,然而其结构效应关系和致毒机制尚不清楚。甲状腺激素结合球蛋白(TBG)和运甲状腺素蛋白(TTR)是人体转运甲状腺素的重要蛋白,通过计算毒理学手段可以揭示OH-PBDEs的微观毒理机制。利用分子对接技术研究OH-PBDEs与TBG、TTR的结合模式和构象特征,识别关键氢键氨基酸为赖氨酸Lys270(TBG),亮氨酸Leu110(TTR)和丝氨酸Ser117(TTR)。基于活性构象特征,构建14种典型OH-PBDEs的3D-QSAR模型,定量预测OH-PBDEs与TBG、TTR的结合亲和力。最佳预测模型的相关系数r2分别为0.966(TBG)和0.961(TTR),抽一法交叉验证相关系数q2分别为0.560(TBG)和0.525(TTR)。研究发现,OH-PBDEs的静电和氢键作用可增强结合亲和力,分别贡献65.4%(TBG)和68.7%(TTR)。研究结果为揭示OH-PBDEs与甲状腺素转运蛋白的相互作用提供新视角,有助于全面评价OH-PBDEs对人体甲状腺素调节功能的损伤。     

石墨烯与抑癌基因p53 DNA片段相互作用的分子模拟与光谱学验证

石墨烯(graphene,G)及其衍生物由于具有独特的理化性质,被广泛应用于能源、生物医学等领域,但尚缺乏其对生物体和环境潜在危害的研究。采用分子动力学模拟并结合光谱学方法(紫外可见吸收光谱、紫外变温实验及荧光光谱),分析了石墨烯与抑癌基因p53启动子区DNA片段(p53-DNA)间的相互作用,并探讨了相关作用机制。石墨烯的部分芳香环与p53-DNA碱基的芳香环之间存在π-π堆积作用,两者可以通过嵌插作用进行结合,同时还通过沟槽作用进一步结合。光谱实验进一步证实,在石墨烯作用下,p53-DNA的熔点(Tm)值升高,EB-DNA体系发生静态荧光淬灭,说明石墨烯能与p53-DNA结合;同时,p53-DNA与石墨烯结合后在260 nm处的吸光度升高,说明石墨烯对p53-DNA的双螺旋结构具有一定的破坏作用。上述研究结果从分子水平上分析了石墨烯与p53-DNA间的相互作用机制,有助于进一步阐明石墨烯的毒性作用机理。     

多环芳烃典型电子性质与其大型蚤光致毒性的构效关系研究

多环芳烃(PAHs)是环境中广泛分布的持久性有毒有机污染物,备受研究者关注。基于密度泛函理论(DFT)先期计算PAHs前线分子轨道能隙可能与其光致毒性诱发所需吸收光照辐射能有一致性,本研究选取非取代PAHs对大型蚤(Daphnia magna)光致毒性实验数据,通过DFT计算典型电子性质,由偏最小二乘(PLS)分析方法优化发展了定量构效关系模型,经与前人结果比较和验证其拟合优度、稳定性和内外部预测性能均有显著提升,可在应用域(AD)范围内准确预测PAHs光致毒性而满足风险评估需求。构效关系分析结果表明,PAHs光致毒性与分子前线轨道能隙紧密相关,除苯并[k]荧蒽和屈可能具有不同的光致毒性作用机制之外,多数PAHs若具有较低的前线轨道能隙、较小分子稳定性和较大分子变形性,均将有利于促进其光致毒性作用的发生;结合PAHs光致毒性与分子前线轨道能隙间的相关关系,可推测DFT计算前线轨道能隙宽度在2.740~4.208 e V之间和对应光照辐射波段约为295 nm~450 nm时,PAHs污染暴露将可能诱发较高的光致毒性效应。这为太阳光照射下PAHs光致毒性作用机制阐释和风险评价提供了数据支持与理论依据。     

Association between plant species diversity and edaphic factors in the lower reaches of the Heihe River,northwestern China

The lower reaches of the Heihe River, in northwestern China, is characterised by unique local edaphic conditions that have influenced the development of local desert riparian forests. This study examines the variations in spatial variation patterns to reveal the relationships between plant species diversity and soil moisture/salinity/texture gradients at different soil depths, providing insights into the management and restoration of vegetation in ecosystems in the study area. The species–environmental relationships are investigated by redundancy analysis based on the plant species diversity matrix and the edaphic gradient matrix. A survey of 61 sampling plots identified 37 plant species in the study area. The distribution pattern of the plant species diversity are mainly affected by soil moisture, soil salinity, and soil texture at different soil depths. These edaphic factors are able to explain 98.47% of the total variation in the analysed vegetation dataset. Soil moisture, salinity, and texture content vary in terms of both the soil depths and the vegetation types in the study area. The plant community Class IV, xeric shrub, has the lowest soil water content among different vegetation types. The surface soil salinity differs for different plants and follows the order: Sophora alopecurides?>?Tamarix chinensis?>?Populus euphratica.     

海洋微生物多样性的研究进展

介绍了海洋微生物多样性研究的意义,综述了国内外开展海洋微生物多样性的主要研究方法和原理。重点介绍了分子生物学技术在研究中的应用,对序列分析和指纹图谱、分子标记、分子探针等方法进行了详细的阐述。