利用秀丽线虫开展毒性鉴别评价技术研究

水体与沉积物毒性鉴别评价(TIE)技术是近些年来环境科学领域广泛应用的技术。秀丽线虫是目前广泛应用于环境毒物评价与毒理学研究的模式动物。在综述中,总结了利用秀丽线虫进行工业废水毒物鉴别与毒性评价的研究进展,并分析了秀丽线虫应用于TIE技术的优势以及局限性。在此基础上,对秀丽线虫在TIE技术中的进一步应用提出了相应的建议。     

Prolonged manganese exposure induces severe deficits in lifespan, development and reproduction possibly by altering oxidative stress response in Caenorhabditis elegans

We examined the possible multiple defects induced by acute and prolonged exposure to high levels of manganese (Mn) solution by monitoring the endpoints of lifespan,development,reproduction,and stress response.Our data suggest that acute exposure (6 h) to Mn did not cause severe defects of life span,development,and reproduction.Similarly,no significant defects could be found for the life span,development,and reproduction in animals exposed to a low concentration of Mn (2.5 μmol/L) for 48 h.In contrast,prolonged exposure (48-h) to high concentrations of Mn (75 and 200 μmol/L) resulted in significant defects of life span,development,and reproduction,as well as the increase of the percentage of population with hsp-16.2::gfp expression indicating the obvious induction of stress responses in exposed animals.Moreover,prolonged exposure (48-h) to high concentrations (75 and 200 μmol/L) of Mn decreased the expression levels of antioxidant genes of sod-1,sod-2,sod-3,and sod-4 compared to control.Therefore,prolonged exposure to high concentrations of Mn will induce the severe defects of life span,development,and reproduction in nematodes possibly by affecting the stress response and expression of antioxidant genes in Caenorhabditis elegans.     

Confirmation of combinational effects of calcium with other metals in a paper recycling mill effluent on nematode lifespan with toxicity identification evaluation method

We used toxicity identification evaluation (TIE) method to confirm the combinational e ects of identified toxic metals in a paper recycling mill e uent in inducing the decreased lifespan in nematode Caenorhabditis elegans. Exposure to Ca + Al caused more severely decreased lifespan than that exposed to Ca, or Al; and exposure to Ca + Fe induced more severely decreased lifespan than that exposed to Ca, or Fe. Exposure to Ca+Al+Fe caused more severely decreased lifespan than that exposed to Ca, or Ca+Fe. Moreover, the baseline toxicity on lifespan was doubled by doubling the concentration of combined metals (Ca+Al+Fe) in spiking test in original e uent (oe), and lifespan defects in oe+Ca+Al+Fe exposed nematodes were more severe than that in Ca+Al+Fe exposed nematode. Therefore, Ca+Al+Fe exposure may largely explain the formation of decreased lifespan induced by the examined industrial e uent. Furthermore, the observed reduction of lifespan induced by the combination of high level of Ca with other metals may be at least partially independent of the insulin-like pathway.     

对甘薯茎线虫具有杀虫活性的苏云金芽胞杆菌筛选及特性鉴定

为筛选对甘薯茎线虫具有高毒力的苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株,提取12株供试Bt菌株的晶体蛋白,溶解后加入到甘薯茎线虫悬浮液中,统计3 d和7 d后甘薯茎线虫的死亡率.经初筛和复筛后得到一株对甘薯茎线虫具有高毒力的Bt菌株YBT-008,其对甘薯茎线虫的LC50值为203.76μg/mL.研究了YBT-008的生物学特性,结果表明,YBT-008在LB培养基上培养约12 h后进入稳定期,并且伴随芽胞的形成产生卵圆形的伴胞晶体;SDS-PAGE分析表明YBT-008可产生多种待鉴定的晶体蛋白类型,质粒检测显示该菌株有5条质粒条带.YBT-008的获得为利用Bt防治甘薯茎线虫提供了新型菌株和基因资源.     

GO通过氧化损伤激活秀丽线虫未折叠蛋白反应

以秀丽线虫为受试生物,探讨氧化石墨烯(GO)对秀丽线虫未折叠蛋白应答的激活及其与氧化应激的关系。将L4幼虫暴露于GO中24 h,通过检测活性氧(ROS)水平、乳酸脱氢酶(LDH)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等指标评估GO对秀丽线虫所致氧化损伤;以hsp-4和hsp-6分别作为秀丽线虫内质网和线粒体未折叠蛋白反应(UPR)的报告基因评价GO对秀丽线虫UPR应答的激活;同时以谷胱甘肽(GSH)作为抗氧化剂探讨GO所致UPR应答与氧化应激的关系。研究结果显示,GO暴露后秀丽线虫体内ROS、LDH和MDA水平升高,抗氧化酶活性上升;内质网和线粒体UPR反应增强,GSH预处理可以降低内质网和线粒体UPR应答。研究表明,GO短期暴露可以诱导秀丽线虫机体氧化应激进而激活UPR应答,抗氧化保护可以降低UPR应答反应。     

庄河口湿地不同土地利用方式下土壤线虫群落特征

分别于2013年5月、8月和11月对庄河口湿地不同土地利用方式下土壤线虫群落分布进行调查,收集芦苇群落、狗尾草群落、圆柏群落、针叶松群落、柳树群落以及裸地土壤样本,采用淘洗-过筛-浅盘法提取土壤线虫,并应用线虫多样性指数和功能类群指数研究该区域土壤线虫群落的特征与差异。研究期间鉴定出44个属,共5895条土壤线虫。研究显示,线虫的生态指数与土壤理化指标呈显著相关,其中土壤pH值和盐度的影响最为显著,整体上呈显著负相关。不同土地利用方式下土壤线虫的群落结构均有所差异,圆柏群落样地pH值最小,且土壤线虫群落最丰富。圆柏、针叶松和柳树为人工种植的植被群落,具有相对稳定pH值,相较于其他3个群落盐度较低,所以线虫群落更加丰富。四大营养类群中捕食/杂食类群的比例高达50.6%,食真菌类群比例只有8.1%。有研究表明酸性土壤有利于食真菌线虫生长,而整个研究区域的 pH 在6.08~7.11之间,并不利于食真菌线虫生长。随着季节的变化,土壤线虫在夏季最多春季最少,分别约占总数的44.9%和23.0%。结果表明,不同季节和不同的土地利用方式对庄河口湿地土壤线虫群落有显著影响,其中不同植被所形成微环境中的pH值和盐度是影响线虫群落分布最主要的因素,为促进土壤生态系统健康发展提供科学依据。     

玉米赤霉烯酮暴露导致的秀丽隐杆线虫生殖及发育毒性的世代间比较

利用模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C.elegans)对玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)暴露导致的生殖、发育缺陷在世代间的可传递性进行了研究。对亲代染毒,后代断毒恢复,实验结果显示,ZEN暴露导致的体长发育缺陷可在线虫后代中得到恢复,而生殖毒性可产生严重缺陷,且这种缺陷在后代中没有明显的恢复。通过多代持续染毒实验,发现ZEN对亲代P0、子一代F1和子二代F2线虫产生的生殖和发育毒性存在差异,其毒性作用强度为P0F2F1。线虫世代之间的发育缺陷和生殖缺陷表现出逐代修复的规律,但修复程度不同,推测与线虫自身修复的复杂应激活动有关。     

盐酸四环素对秀丽线虫(C.elegans)的急性与多代毒性研究

环境中抗生素的生态安全性受到越来越多的关注.以盐酸四环素(TCH)为对象、秀丽线虫(C.elegans)为模式生物,开展了急性与多代毒性研究.急性毒性实验表明盐酸四环素对秀丽线虫的LC50为167.5mg·L-(112h)、82.9mg·L-(124h),与现有四环素毒性数据相比,秀丽线虫对TCH的毒性更为敏感.分别对虫卵和成虫进行多代毒性的研究表明,盐酸四环素环境水平(μg·L-1)下的暴露,对秀丽线虫母代(P0)、子一代(F1)和子二代(F2)的逆向运动抑制率(RMI)、身体弯曲频率(BBFI)、Omega运动抑制率(OMI)3个行为学指标均具有显著的抑制作用,而且行为学指标比死亡率更加敏感,虫卵比成虫更加敏感.多代毒性作用的结果表明,盐酸四环素对P0、F1和F2产生的毒性存在差异,对于RMI和BBFI,其毒性作用强度为P0>F2>F1;对于OMI,其毒性作用强度为P0>F1≈F2.代际之间没有显示世代毒性逐代恶化或逐代修复的一般规律,可能与行为学指标的敏感性差异、盐酸四环素自身的降解、生物抗性有关.     

长期重金属污染对线虫群落结构和碳流的影响

为探明长期复合重金属污染对线虫群落和碳流动的影响,该文分析了矿区4个区域（NC、C1、C2、C3）土壤理化性质和重金属污染对土壤线虫及其食物网碳流动的影响。结果表明：NC和C1分别属于轻微和中等生态风险,C2和C3属于极强生态风险,As、Pb、Cd风险最严重;共有29个属被鉴定出来,优势属（>10%）为真滑刃属和头叶属;随重金属潜在生态风险增强,线虫数量明显减少且结构指数(SI)和富集指数(EI)显著降低,冗余分析和相关性分析表明重金属潜在生态风险（RI）对线虫群落有显著影响,且与c-p1、c-p5、真菌食性和捕食杂食性线虫丰度呈显著负相关,与植物食性线虫丰度呈显著正相关;路径分析表明,重金属污染明显影响了线虫食物网碳的流通途径,并降低了碳流动均匀性。     

藏北高寒草甸土壤线虫群落对模拟增温的响应

为了解气候变暖对藏北高寒草甸土壤线虫群落的影响,该研究在西藏那曲县西藏大学—中国科学院青藏高原研究所那曲生态环境综合观测研究站高寒草甸样地进行了为期3年的模拟增温实验。结果表明,增温降低了土壤线虫个体密度,增大了均匀度,并改变了土壤线虫群落的空间分布和季节动态。同时,增温也改变了土壤线虫群落的物种组成,Longidorella等属是增温后出现的种类,Nothotylenchus等属对温度升高比较敏感,增温后消失。Shannon-Weiner多样性指数所指示的生物多样性在模拟增温条件下没有明显的改变。增温导致营养类群中植食性线虫、食细菌性线虫种类增加,杂食/捕食性线虫种类减少,食真菌性线虫种类则没有变化。群落结构的改变带来了生态系统功能的变化,线虫通路比值显示,增温促进了以细菌为主的土壤有机质降解通道;成熟度指数升高、植物寄生线虫指数降低的趋势则表明土壤线虫群落受到增温干扰后,适应能力逐渐增强,高寒草甸生态系统趋于更加稳定的状态。