苯并[a]芘和镉暴露对食蚊鱼求偶行为的影响

研究苯并[a]芘(BaP)和镉(Cd2+)暴露对雄性食蚊鱼(Gambusia affinis)求偶行为的影响。设对照组和实验组,BaP暴露浓度为0、0.1、100μg/L;Cd2+暴露浓度为0、5、500 nmol/L;分别暴露6和8周。暴露实验结束后,观察雄鱼与雌鱼配对(1∶1)的求偶行为,并作录像记录分析。结果显示,雄鱼在0.1和100μg/L的BaP分别暴露6周后其对雌鱼的求偶行为开始明显降低,并随着暴露浓度的升高和时间的延长而呈现下降趋势;BaP高浓度组(100μg/L)暴露8周后对雄鱼有严重的致死效应。暴露在5和500 nmol/L的Cd2+至8周后雄鱼求偶行为明显降低;雌鱼暴露在低浓度BaP和Cd2+中其对雄鱼的求偶行为无明显影响(P>0.05);但分别在高浓度100μg/L BaP和500nmol/L Cd2+中暴露后,雄鱼对雌鱼的求偶行为显著减少。结果表明,BaP和Cd2+暴露均可降低雄性食蚊鱼的求偶行为。     

嗜麦芽寡养单胞菌PX1的降解芘特性及定殖效能

为丰富多环芳烃降解菌菌种库、降低农作物的污染风险,本研究对一株可高效降解多环芳烃(PAHs)的植物内生菌进行筛选鉴定,并初步探究其降解途径以及定殖效能。结果表明: 菌株PX1为嗜麦芽寡养单胞菌。该菌株对多环芳烃的降解具有广谱性,7 d几乎可彻底降解PAH无机盐培养基中的萘,在分别含有50.0 mg·L^-1菲、20.0 mg·L^-1芘、20.0 mg·L^-1荧蒽和10.0 mg·L^-1苯并[a]芘的培养体系中,对菲、芘、荧蒽、苯并[a]芘的降解率分别为72.6%、50.7%、31.9%和12.9%。选取芘作为PAHs模型研究菌株PX1的降解特性。酶活性试验表明,芘可诱导菌株PX1体内邻苯二甲酸双加氧酶、邻苯二酚-1,2-双加氧酶和邻苯二酚-2,3-双加氧酶的活性。在芘降解过程中检测到4,5-环氧化芘、4,5-二羟基芘、龙胆酸/原茶儿酸、水杨酸、顺-己二烯二酸/2-羟粘糠酸半醛、顺-2′-羧基苯丙酮酸、1-羟基-2-萘甲酸、水杨醛等中间产物。浸种定殖试验表明,菌株PX1可高效定殖到空心菜和小麦体内,显著促进空心菜和小麦生长,并能够将空心菜、小麦体内及其生长基质中的芘浓度分别降低29.8%～50.7%、52.4%～67.1%和8.0%～15.3%。表明菌株PX1主要通过“水杨酸途径”和“邻苯二甲酸途径”降解芘,且可以定殖到植物体内,促进植物生长。     

苯并[α]芘对不同修复潜力羊茅属植物的根系分泌物中几种低分子量有机物的影响

根系分泌物是植物与土壤间进行物质交换和信息传递的重要载体, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 也是构成根际微生态特征的关键因素。根系分泌物与有机污染物的植物修复密切相关, 研究胁迫条件下不同修复潜力植物间根系分泌物的释放特征有助于揭示植物修复的内在机制。该文借助根际袋土培试验研究了苯并[α]芘(BaP)胁迫下5种羊茅属(Festuca)植物根系不同生长期(30-70天)几种低分子量有机物的分泌特征。结果表明: 1) BaP浓度在10.25-161.74 mg·kg^-1范围内时, 待试植物能有效地促进土壤中BaP的去除, 其修复潜力依次为苇状羊茅(F. arundinacea) > 草原羊茅(F. chelungkiangnica) ≥ 毛稃羊茅(F. rubra subsp. arctica) ≥ 贫芒羊茅(F. sinomutica) > 细芒羊茅(F. stapfii)。2) BaP胁迫增强了植物根系对可溶性糖的分泌: 随着胁迫强度的增大、胁迫期的延长, 其分泌量变化呈“先升后降”趋势。3) BaP胁迫促进了植物根系低分子量有机酸的释放, 植物的修复潜力越大, 有机酸高峰值出现时的胁迫浓度越高; 组成成分较稳定, 草酸、乙酸、乳酸和苹果酸为主要组分(>97.34%), 在修复潜力较强植物的根系分泌物中检测出微量的反丁烯二酸。4) BaP胁迫对氨基酸种类影响不大, 但对分泌量影响较大。其中, 苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸的分泌量随BaP胁迫强度的增强而剧增; 脯氨酸、羟脯氨酸和天冬氨酸近乎以加和效应甚至协同效应的形式参与植物对BaP胁迫的应激反应: 参与应激组分的分泌量随胁迫强度的增强而剧增, 植物的修复潜力越强, 参与的组分越多。可见BaP胁迫下, 5种羊茅属植物根系分泌物中几种低分子量有机物的释放特征与植物自身的修复潜力有关: 修复潜力越强, 释放量越多且成分也越复杂, 并呈现出较强的环境适应性及生理可塑性。     

微生物降解芘过程中的关键细菌

【目的】探究在渤海沉积物中参与降解芘的关键细菌及他们之间潜在的相互关系。【方法】构建以芘为唯一碳源的微宇宙培养体系驯化来自渤海的表层沉积物,借助Illumina Hiseq 2500获取驯化过程中的细菌群落组成,基于CCLasso算法及相对丰度数据预测细菌之间的相互作用关系以构建微生物生态网络。【结果】30 d后芘的降解率为(67.07±2.37)%,细菌群落结构也发生了明显改变:Alphaproteobacteria、Flavobacteriia、Planctomycetia等的相对丰度明显增加,而Deltaproteobacteria、Anaerolineae及Spirochaetes等则明显减少。本研究获得一个由29个点143条边构成的微生物生态网络。分类已知的属中,Erythrobacter及Planctomyces等拥有较高的点度中心度。较强的互作关系发生在Erythrobacter与Flavobacteriaceae、Alphaproteobacteria中的未知属之间。【结论】在芘的微生物降解过程中,关键细菌之间存在紧密互作。Erythrobacter为关键细菌的代表属。     

芘降解质粒提取方法的研究

采用碱裂解法、化学改良方法、CTAB法、酚氯法等4种方法提取从泉州红树林沉积物中筛选出多环芳烃降解菌群YL的质粒,并分别转化至大肠杆菌感受态细胞,然后采用富集筛选的手段,最终确立最佳方案得到一组质粒转化菌群.该转化菌群可以利用芘作为其生长的惟一碳源和能源,并能在21 d内将50 mg·L-1的芘降解85.69%.而受体菌E.coli DH5α的芘降解率仅为2.006%.由此可以证明,降解质粒已成功转化进宿主细胞,并发挥降解作用.YL的质粒含有降解芘的基因.     

芘高效降解菌的分离鉴定及其降解特性的研究

以芘为惟一碳源.采用寓集培养方法,从沈抚灌区石油污染土壤中分离得到一株芘降解菌B05.根据形态学观察、生理牛化鉴定和16S rDNA序列分析结果.将菌株B05鉴定为Aminobacter ciceronei.在芘初始浓度为1mg/L的液体无机盐培养基中,培养10d,菌株B05对芘的降解率为51%;在芘初始浓度为1mg/kg的土壤培养基条件下,培养30d,菌株B05对芘的降解率可达51%;在芘初始浓度为50mg/L的乙醇液体培养基条件下,培养5d,菌株B05对芘的降解率可达25.9%.对菌株培养条件进行优化,经SlideWrite统计软件拟合,菌株B05在牛肉膏蛋白胨液体培养基上的最适生长pH值为7.3,最适生长温度为32.5℃,最适装液量为25.4mL(150mL三角瓶).     

B(a)P暴露干扰细胞周期调控蛋白影响孕早期小鼠卵巢黄体功能

该研究旨在探讨苯并(a)芘[Benzo(a)pyrene,B(a)P]对孕早期小鼠卵巢黄体功能的影响及机制。体内模型:将昆明小鼠每晚按雌雄3:1的比例合笼,次晨查得阴栓记为孕第1天(d1);将其随机分为对照组和B(a)P处理组,每日早晨称重后以0.1 mL/10 g动物体质量灌胃给予0.2 mg/(kg·d)的B(a)P,对照组灌胃等体积的玉米油,收取d4、d7小鼠卵巢组织。体外模型:培养小鼠卵巢颗粒细胞KK-1,将其分为对照组(0.1%DMSO)、HCG组(1.0 IU/mL HCG)、HCG+BPDE(1.0 IU/mL HCG和0.5μmol/L BPDE)联合处理组,处理细胞24 h后进行后续检测。ELISA检测小鼠血清雌激素(E2)、孕激素(P4)水平;qRT-PCR检测体内外卵巢雌、孕激素合成限速酶3β-HSD、17β-HSD和P450SCC的mRNA水平;免疫组化检测卵巢组织切片中Ki67、PCNA的表达,CCK-8检测KK-1细胞增殖情况;Western blot、免疫组化和免疫荧光检测周期相关蛋白CyclinA1、CDK2、CDK4、CyclinB1以及GAS1的表达情况。透射电镜和Mitotracker探针观察线粒体形态。与对照组相比,B(a)P暴露导致孕早期小鼠血清中E2、P4水平明显降低;同时,卵巢雌、孕激素合成限速酶3β-HSD、17β-HSD和P450SCC mRNA水平下调;CCK-8结果显示,BPDE暴露导致细胞活力下降;体内B(a)P暴露导致卵巢黄体中Ki67、PCNA表达下调;Western blot、免疫组化和免疫荧光结果显示,B(a)P或BPDE暴露下调细胞周期相关因子CyclinA1、CDK2、CDK4、CyclinB1及GAS1水平;电镜和免疫荧光结果显示,BPDE暴露导致线粒体形态异常。B(a)P及其代谢物BPDE干扰细胞周期调控,影响线粒体功能,进而导致孕早期小鼠卵巢黄体功能异常。     

菲、芘、1,2,4-三氯苯对土壤高等植物根伸长抑制的生态毒性效应

测定了草甸棕壤条件下,菲、芘、１,２,４—三氮苯对高等植物（小麦、白菜、西红柿）根伸长抑制串以及复合污染毒性效应。结果表明,菲、芘、１,２,４—三氮苯浓度与植物根伸长抑制串呈显著线性或对数相关（ｐ＝０．０５）。３种化学品对植物根伸长抑制的强弱顺序为１,２,４—三氮苯＞菲＞芘。这与３种化学品的水中溶解度大小显著相关。小麦是３种供试植物中对有机污染物最敏感植物。菲、芘、１,２,４—三氮苯复合污染主表现为协同作用。     

芘在土壤中的共代谢降解研究

高分子量多环芳烃（PAHs)的降解通常以共代谢方式进行,研究比较了高分子量多环芳烃代表种类芘作为唯一C源和能源的降解过程和有共代谢底物存在下的降解过程,结果表明,25d后前者中芘的降解率57％,而后者中芘的降解率为80％,且有共代谢底物存在下,芘在降解过程中关衰期缩短;水扬酸,邻苯二甲酸,琥珀酸钠能作为共代谢底物提高芘的降解率,琥珀酸钠效果最好,芘和低要子量多环芳烃之间也有共代谢关系,菲促进了芘的降解,但萘未出现同样的结果,此外,这阐明了共代谢原理和适宜作高分子量多环芳烃共代谢底物的物质。     

黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤芘降解和土壤微生物的影响

模拟根际根系分泌物梯度递减效应,研究了黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤中芘降解特征和土壤微生物生态特征的影响.结果表明:污染土壤中芘残留量随根系分泌物添加剂量的增加呈现先下降后上升的非线性变化,达到最低芘残留量的添加剂量是总有机碳(TOC) 32.75 mg·kg-1,说明此浓度下根系分泌物显著促进了芘的降解;土壤微生物生物量碳和微生物熵的变化趋势与污染土壤中芘残留量变化趋势相反,表明土壤微生物与污染土壤 中芘残留量存在密切关系.芘污染土壤中微生物群落以细菌占主导地位,且细菌变化趋势与芘降解变化一致,表明芘以细菌降解为主,根系分泌物主要通过影响细菌数量,进而影响芘的降解.能催化有机物质脱氢反应的土壤微生物胞内酶——脱氢酶活性的变化与土壤微生物变化趋势一致,进一步证明微生物及其生物化学特性变化是污染土壤中芘残留量随根系分泌物添加剂量变化的生态机制.