分子生物学方法在微生物多样性及微生物生态研究中的应用

首先介绍了分子生物学技术在微生物多样性及微生物生态研究中应用的理论基础，以及在此基础上引入的分子生物学技术如：PCR、DNA杂交技术在分子层面上来研究微生物遗传多样性，并结合已有工作积累展望了分子微生物生态研究的发展前景．图2参20     

定量构效关系模型分析氯代烯烃中氯原子对其分子描述符的影响

定量构效关系(QSAR)模型在研究饮用水消毒副产物(DBPs)中氯原子数量与毒性的关系方面有一定进展,然而,能够反映DBPs毒理性的分子描述符和氯原子数量之间的相关性却从未被系统地和定量的研究.分子描述符的计算是QSAR研究的基础,其中分子轨道能,如最低空轨道能量(ELUMO)是应用最广的量化参数之一.基于QSAR方法建模筛选氯代烯烃同系物的相关量子化学参数,检验最高占据轨道能级(EHOMO)、碳原子数(NC)、氯原子数(NCl)对ELUMO的贡献作用.并通过统计学方法进行模型开发和内外交叉法验证发现,NCl和NC是预测氯代烯烃分子特性较重要的两个化学参数,即较稳健的模型为ELUMO=-0.0205NCl+0.0059NC+0.1641(n=11,R2 =0.9956,F=102.8569,RMSE =0.0019).此外,为了提高模型的准确性,使用蒙特卡罗法对模型进行不确定性分析,来进一步评估这些参数的误差源传输到ELUMO计算时,对ELUMO的影响.     

成都市区降雨中主要低分子有机酸及来源分析

为了解成都市区降水中有机酸的化学组成特征及来源,2011年3月至9月共采降水36次,用液相色谱法检测了降水中的无机阴离子及低分子有机酸,同时测定样品的pH、电导率。用SPSS软件统计得到：有机酸的含量占总阴离子量的20．19％,对自由酸度的平均贡献值分别为31．55％。相比安顺、贵阳等地,成都市区降水中单位有机酸的酸度贡献值较小,可能是降水中的大量碱性杂质削弱了有机酸对酸度的影响。甲、乙酸占有机酸含量的93．6％,表明最主要的低分子有机酸是乙酸、甲酸。相关分析显示有机酸与所有阴离子显著相关,表明有机酸来源较复杂,多样化。进一步分析得到：甲酸与乙酸的相关系数（0．900）和偏相关系数（0．822）都很高,表明甲酸与乙酸有相似的来源或者不同来源的相似源强;甲酸与NO^3-始终显著相关表明主要来自人为活动;乙酸与nss-SO4^2-。始终显著相关表明主要来自间接源;草酸与甲酸、乙酸的偏相关系数很大程度上小于相关系数表明主要来自与甲、乙酸来源相似的前体物的光化学反应。     

超支化水煤浆分散剂的合成与性能研究

以甲醇为溶剂,采用发散合成法,以脱氢枞胺、丙烯酸甲酯和乙二胺为原料,通过迈克尔加成反应和酰胺化缩合反应合成了一种低代超支化分子骨架.以这种低代超支化骨架为起始剂,与氯乙酸反应制备了一种新型的松香基超支化水煤浆分散剂.采用红外光谱和核磁分析对产物进行结构表征,同时用这种新型的分散剂对陕西神府煤制浆,考察了制得的水煤浆的表观黏度、Zeta电位和稳定性等性能.结果表明:松香基超支化水煤浆分散剂可以制备具有较高质量分数的水煤浆,在浆体质量分数为67％,分散剂用量为0.4％(分散剂占浆体的质量分数)时,水煤浆黏度仅为980 mPa·s.这种新型分散剂明显改善了水煤浆的成浆性能,增强了浆体的静态稳定性,并具有很好的降黏效果.     

PM_(2.5)和甲醛联合暴露致小鼠肺损伤及其分子机制的研究

我国城市当前普遍存在室外大气PM_(2.5)与室内甲醛(FA)联合污染状况,二者均被报道在单独暴露下可以导致肺损伤并诱导和诱发哮喘的急性发作,但其联合污染的具体效应,以及分子机制目前尚不清楚。为探究PM_(2.5)和/或甲醛暴露对小鼠的肺损伤及其可能的机制,分别将雄性Balb/c小鼠分为以下6组:对照组,AZD8055组,PM_(2.5)组,FA组,PM_(2.5)+FA组,PM_(2.5)+FA+AZD8055组。染毒结束后,观察肺组织病理学变化;检测肺组织氧化损伤,活性氧(reactive oxygen species,ROS),还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量,DNA损伤,DNA-蛋白质交联(DNA-protein crosslink,DPC)系数和8羟基脱氧鸟苷(8-OH-d G)的含量,以及细胞凋亡、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的含量。结果表明,当吸入气态甲醛浓度为3 mg·m-3,气道滴注PM_(2.5)浓度为2.5 mg·m L-1时,肺组织出现不同程度的支气管重塑和炎症细胞浸润。ROS显著上升,GSH显著下降,DPC、8-OH-d G以及Caspase-3都显著上升。添加AZD8055后,肺组织损伤效应更加显著。PM_(2.5)复合甲醛的暴露导致小鼠肺损伤具有协同作用,氧化应激及其下游的DNA损伤可能是甲醛联合PM_(2.5)致小鼠肺损伤的一种重要机制。     

群体感应信号分子存在下磺胺对大肠杆菌生长、突变及R388质粒接合转移的影响

抗生素的滥用使细菌耐药性问题日益突出,给许多疾病的预防与控制增加了难度。基因突变和质粒接合转移是细菌获得抗生素抗性基因的主要方式,许多研究围绕抗性基因来展开,但是关于群体感应对于抗性基因产生和传播的影响鲜有报道。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为模式生物,群体感应信号分子N-(β-酮己酰)-L-高丝氨酸内酯(3-oxo-C6-HSL,C6)和3种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺氯哒嗪)为研究对象,测定了其对大肠杆菌生长效应、突变效应及接合转移效应的影响。结果表明:C6不影响磺胺对大肠杆菌的生长抑制率,但能够削弱磺胺对大肠杆菌突变的促进作用,并且能增强磺胺对大肠杆菌R388质粒接合转移的抑制作用。本文为从群体感应角度研究大肠杆菌耐药性的产生与传播提供新思路。     

BaP和DDT暴露对翡翠贻贝胚胎重要酶活性影响的比较研究

为了揭示不同浓度苯并芘(BaP)及滴滴涕(DDT)对海洋贝类胚胎的生态毒理效应,将翡翠贻贝(Perna viridis)胚胎分别暴露于不同浓度BaP及DDT中,检测暴露24 h和48 h后,BaP和DDT对翡翠贻贝胚胎抗氧化及非特异性免疫酶活性的影响,包括超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP),并利用综合生物标志物响应(IBR)指数对苯并芘及DDT对翡翠贻贝胚胎的综合毒理效应进行评价。结果表明,BaP和DDT胁迫显著影响翡翠贻贝胚胎抗氧化酶(SOD、GPx)和非特异性免疫酶(ACP、AKP)的活性。与对照组相比,随着暴露浓度的升高,胚胎SOD、AKP的活性呈现先抑制后诱导的趋势。DDT和BaP对ACP酶活性的影响不同,其中BaP对ACP活性的影响表现为先抑制,后恢复,而DDT对翡翠贻贝胚胎ACP的活性影响不显著。IBR分析表明,在胁迫早期随着污染物浓度的升高,RIB值逐渐增大,随着染毒时间延长,处理组RIB值均减小,总体来说,DDT的RIB值比BaP的RIB值大,表明DDT的胚胎毒性较强。通过探究翡翠贻贝胚胎重要酶应答BaP和DDT胁迫的毒理生化响应,评价持久性有机污染物对海洋贝类的毒理效应,为敏感生物标志物的筛选打下一定的基础,且为海洋环境的污染早期预警监测提供了一种新思路。     

烧烤场景中基于PBPK模型的人群PAHs暴露评估

为探究烧烤场景中人群多环芳烃(PAHs)的暴露特征与健康风险,使用美国环保署推荐的计算模型和基于生理的药代动力学模型(PBPK)模拟了我国人群的PAHs外暴露剂量和健康风险以及内暴露剂量变化情况。结果表明:1)普通居民和职业人群的日均苯并[a]芘等效摄入剂量为(50±3)ng·d~(-1)和(179±98)ng·d~(-1),其终生致癌风险为7.57×10~(-7)~1.28×10~(-5),均在可接受范围内;2)普通居民暴露后体内组织中PAHs内暴露标志物芘的最大浓度范围依次为肝(6.52~8.67 ng·L~(-1))肾(0.97~1.12 ng·L~(-1))静脉血(0.71~0.94 ng·L~(-1))皮肤(0.64~0.75 ng·L~(-1))脂肪(0.36~0.56 ng·L~(-1)),职业人群暴露后体内组织芘最大浓度为脂肪(2.97ng·L~(-1))皮肤(1.14 ng·L~(-1))≥肾(1.14 ng·L~(-1))肝(0.57 ng·L~(-1))静脉血(0.17 ng·L~(-1));3)膳食是普通人群的主导暴露途经,会导致肝组织浓度最大;呼吸和皮肤接触是职业人群的主导暴露途经,会导致脂肪组织浓度最大;4)暴露标志物芘的组织总富集量关系为职业人群(48 ng·d~(-1))大于普通人群(6~11 ng·d~(-1))。     

醇和酚类污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性模型

醇和酚类等有机化合物作为重要的工业原料,广泛应用于医药卫生、有机合成、食品工业等领域,但生产中排放于环境的这些物质,会对生物造成一定的毒性作用。为建立包含醇和酚类有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性相关性模型,计算了227种有机污染物的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了分子连接性指数的0X、1X、2X、4X和5Xc、分子形状指数的K1和K2共7种参数,将这7种结构参数作为神经网络输入层变量,110种有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪的毒性值作为输出层变量,采用7:8:1的网络结构方式,构建了令人满意的对欧洲林蛙蝌蚪毒性的神经网络预测模型,方程总相关系数r为0.988,毒性预测值与实验值之间的平均误差为0.14。为检验指数的普适性,同样用这7个结构参数与117种醇和酚类化合物对梨形四膜虫的毒性进行分析,所得神经网络模型的总相关系数达到0.997,对梨形四膜虫毒性的预测值与实验值之间的平均误差仅为0.065,结果表明,所建模型具有良好的预测有机污染物对林蛙蝌蚪及梨形四膜虫急性毒性的能力。     

用盐桥支撑双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜输运

采用盐桥支撑技术制备镶嵌胆固醇的双分子层卵磷脂(脑磷脂)膜,用以模拟细胞膜.用正辛烷做溶剂,对不同卵磷脂(脑磷脂)与胆固醇配比进行制膜,膜的稳定性均超过100h.实验发现,纯脂质体不能输运重金属离子,胆固醇能输运重金属离子.胆固醇与重金属离子之间存在吸附作用,无化学反应.采用电化学工作站对双分子层脂膜的稳定性、离子通透性、双层膜中胆固醇对离子通透性的影响等进行了研究,并利用实验制备的双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜的输运过程,建立了锌离子跨细胞膜的吸附-扩散模型,该模型计算值与实验值基本吻合.