不同介质中四环素类抗生素的检出水平与污染扩散

四环素类抗生素由于其抗菌效率高、应用范围广、价格低廉等特点,被广泛应用于临床医学、畜牧业和养殖业等领域。特别是超量使用以及不当处理,使其在水体、土壤和大气等环境介质中残留、富集并发生迁移转化,进而污染环境,危及生态系统甚至人类健康。因此,了解其在环境中的检出水平以及污染扩散情况尤为重要。虽然这类抗生素在污染介质中的检出水平多为痕量,但在不同的介质中检出频率较高。四环素类抗生素在各种环境介质中的污染扩散均表现出迁移率高、扩散易发生且范围广等特点。文章对不同介质中抗生素的痕量检测、多污染物的复合污染以及抗生素的抗药性等方面的研究进行了展望。     

大环内酯类抗生素微生物降解的研究进展

大环内酯类抗生素是一类以大环内酯为母核的广谱抗生素。近些年,由于人们对其不规范的生产和使用,抗生素污染成为了重要的环境问题。大量研究表明,微生物降解是现阶段处理抗生素污染的最理想方法。为进一步推动大环内酯类抗生素生物降解的研究,文中概述了大环内酯类抗生素的环境污染现状、微生物降解菌株、降解酶、降解途径和降解大环内酯类抗生素的微生物处理方法,并对大环内酯类抗生素生物降解亟待解决的瓶颈问题进行了讨论,以期为微生物降解后续研究提供参考。     

含羞草素及其代谢产物的降解和银合欢去毒（综述）

本文概述含羞草素及其代谢产物降解的物理、化学和生物学途径,为银合欢的去毒研究提供依据。     

植物叶绿素降解途径及其分子调控

文章介绍了近年来在叶绿素降解产物结构解析和关键酶基因克隆方面的最新成果,以及在此基础上的叶绿素降解途径修正及其分子调控机理研究。     

氟喹诺酮类抗生素及耐药基因污染控制的研究进展北大核心CSCD

氟喹诺酮类抗生素属于喹诺酮类抗生素,是一类人畜通用的抗生素。近年来,被广泛应用于人类和畜牧、水产等养殖业领域,然而其大量使用,造成在环境中的不断残留和累积,给自然环境和人类健康造成了较大威胁。现有研究表明,微生物降解是有效去除氟喹诺酮类抗生素残留污染的有效方法之一。本文总结和介绍了近年来氟喹诺酮类抗生素微生物降解单株菌和混合菌群、微生物降解酶、降解途径以及微生物降解氟喹诺酮类抗生素的实际应用,并对目前氟喹诺酮类抗生素微生物降解研究中存在的问题进行了分析,以及对未来氟喹诺酮类抗生素微生物降解研究的重点进行了探讨,以期为后续的研究提供参考。     

一株尼古丁降解菌株Arthrobacter sp.D4的分离鉴定及其降解代谢途径

【背景】烟草在生产和加工中会产生高浓度的尼古丁废弃物,对环境造成较大的污染。【目的】筛选降解尼古丁的微生物菌种并解析其降解尼古丁的代谢途径,理解微生物如何降解尼古丁。【方法】用常规分离筛选方法、结合形态学观察和分子鉴定手段分离和鉴定菌株类别,进而利用单因素试验方法,通过设置不同的尼古丁浓度、温度和pH确定菌株降解尼古丁的最适发酵条件和降解率,利用气相色谱-质谱联用技术检测菌株在尼古丁降解过程中的主要代谢产物。【结果】获得一株以尼古丁为唯一碳源和氮源的节杆菌属(Arthrobacter)菌株,编号为D4;该菌株降解尼古丁的最适温度和pH分别为30.0℃和7.0;在1 g/L的尼古丁浓度下具备较快的尼古丁降解速率,培养18 h时尼古丁降解率可达到90%以上;尼古丁浓度≥4 g/L时菌株生长受到明显抑制;与目前报道的节杆菌属降解途径不同,该菌株降解尼古丁过程中产生了新的终产物N-甲基吡咯烷酮、可替宁及中间产物麦斯明。【结论】本研究分离鉴定到一株具有较快尼古丁降解速率的节杆菌,该菌株很可能存在新的尼古丁降解途径。     

一株霍氏肠杆菌对四环素的降解作用及其降解产物的毒性评估

【目的】抗生素作为新兴污染物,已经引起社会的极大关注。针对四环素有效降解菌株缺乏这一现状,本研究旨在筛选和鉴定具有降解四环素功能的菌株,分析其降解特性和降解作用类型、初步探讨其降解活性物质定位并评估其降解产物的生理毒性。【方法】以四环素为唯一碳源,从受四环素污染的猪场污泥中筛选四环素降解菌株;结合菌落形态学特征、生理生化特征、扫描电镜观察和16S rRNA基因测序鉴定菌株,通过不同外源碳、pH及去除动力学阐明菌株对四环素的降解特性,提取菌株不同成分探讨其去除四环素的作用类型,并进一步从细胞内液和细胞外液开展生物降解的活性物质定位,最后评估降解产物的生理毒性。【结果】筛选鉴定得到一株霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei) MEH2305,pH为7.0和添加10 g/L外源碳胰蛋白胨是其发挥降解作用的最适条件。MEH2305通过非生物降解和生物降解的共同作用,在培养第7天对四环素总去除率达到68% (对土霉素和盐酸强力霉素去除率分别为53%和56%),其分泌的细胞内液和细胞外液对四环素的去除率分别为40.77%和31.18%。同时,与未经MEH2305处理的四环素对照组比较,MEH2305降解四环素的产物对革兰氏阴性大肠杆菌(Escherichia coli) K88和革兰氏阳性枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 168的生理毒性作用显著降低。【结论】MEH2305可以作为一株潜在的有效且安全的四环素降解菌株,应用于抗生素的环境治理领域。     

六六六微生物降解途径的研究进展

六六六是一种曾在世界范围内广泛使用的有机氯杀虫剂。由于其具有高毒性和长残留性,目前在发达国家已经被限制或禁止使用,但是一些发展中国家和地区仍然在继续使用。即使在一些停用六六六多年的国家,六六六的残留依然存在。概述六六六降解菌的多样性和六六六4种主要同分异构体(α-、β-、γ-、δ-HCH)的微生物降解的最新研究进展,为六六六污染地区进行经济可行的生物修复提供参考。     

硫代葡萄糖苷的降解途径及其产物的研究进展

硫代葡萄糖苷(GS)是一类广泛存在于植物界的次生代谢产物,其降解产物具有多种活跃的化学和生物活性.GS种类繁多,根据其侧链R基团来源不同可以分为脂肪族、芳香族和吲哚族3大类.GS降解过程受多种因素影响而难以控制:不同种类的GS在硫苷酶作用下产生异硫氰酸酯类、腈类、硫氰酸酯类、环腈类、恶唑烷酮类化合物等,在较高温度下能发生自降解,在强酸、强碱以及某些化学物质的作用下也不稳定,也能在微生物作用下有效降解.该文从影响GS降解的内源和外源因素入手,系统阐述了GS的酶降解、热降解、化学降解、微生物降解等途径及其产物,为理论研究和生产实践中GS降解的控制提供信息.     

污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解途径研究进展

苯并(a)芘(BaP)是一种具有强致癌、致畸和致突变的多环芳烃(PAHs)。为了修复BaP污染的土壤,探索其降解途径是很重要的。为此,综述了国内外有关污染土壤中苯并(a)芘的微生物降解情况,对不同真菌、细菌降解苯并(a)芘的能力、代谢途径、共代谢底物以及环境影响因素进行了介绍和比较,提出了苯并(a)芘中间代谢产物的累积及其环境毒性方面的研究是修复苯并(a)芘污染土壤的重要方向。     

二苯醚类除草剂的微生物降解研究进展

二苯醚类除草剂是一类广谱、高效、高选择性的除草剂,广泛应用于大豆、花生等农田一年生和多年生阔叶杂草的防除。由于该类除草剂不易降解,多年连续使用会导致其在土壤环境中的大量积累。本文概述了二苯醚类除草剂的基本结构及其对生物的影响,总结了降解二苯醚类除草剂的微生物种类、降解途径和降解过程中关键酶及其基因,分析了影响微生物降解二苯醚类除草剂的因素,对二苯醚类除草剂微生物降解未来的研究方向进行了展望,为深入研究二苯醚类除草剂的生物降解提供参考。     

农产品水足迹研究进展

水是人类生产生活的重要资源,科学合理地评价人类活动对水资源的影响是实现水资源可持续利用的重要保障.水足迹概念的提出创新性地将人类活动消耗的水资源区分为绿水、蓝水和灰水,拓展了水资源可持续利用的评价思路.基于虚拟水(VW)的水足迹理论和基于生命周期(LCA)的水足迹理论将水质与水量的概念相结合,成为了农业水资源管理研究的热点内容.基于VW的水足迹理论主要包括绿水足迹、蓝水足迹和灰水足迹的计算,以及水环境可持续性评价,而基于LCA的水足迹理论体现了水资源的消耗和污染及其对环境造成的综合影响.本文详细介绍了这两种水足迹理论的计算方法与环境可持续评价的研究进展,对比分析两种水足迹理论在描述农产品生产用水及其环境影响方面的差异性,并对其研究前景进行了展望.     

河岸带生态系统退化机制及其恢复研究进展

恢复和重建自然和人为干扰导致的退化河岸带生态系统是目前恢复生态学、流域生态学等学科研究的重要内容之一．对河岸带生态系统的干扰表现在河流水文特征改变、河岸带直接干扰和流域尺度干扰3个方面,分别具有不同的影响机制．河流水文特征改变通过改变河岸土壤湿度、氧化还原电位、生物生存环境以及沉积物传输规律对河岸带生态系统产生影响;河岸带直接干扰通过人类活动及外来物种入侵而直接影响河岸带植被多样性;流域尺度干扰则主要表现在河道刷深、河道淤积、河岸带地下水位降低和河流冲刷过程改变等．河岸带生态恢复评价对象包括河岸带生态系统各要素,评价指标已从单一的生态指标转向综合性指标．河岸带生态恢复应在景观或者流域尺度上进行考虑,识别对其影响的生物和物理过程以及导致其退化的干扰因子,通过植被重建与水文调控来进行．扩展研究尺度和研究对象及采用多学科的研究方法将是今后相关研究中的重要问题．     

可降解新烟碱类杀虫剂微生物及其代谢途径的研究进展

新烟碱类化合物基于烟碱结构改造修饰制备,相较菊酯、含磷类等杀虫剂,因其选择性毒力被认为是一类对人类和生态无害的农药。然而,近年来由于新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticides)过度施用,其残余或转化的物质通过在土壤与水体中累积,影响昆虫甚至哺乳动物及其生理与行为,导致了一系列生态环境问题和继发危害。本文聚焦新烟碱类杀虫剂的产业现状,面向生物降解新烟碱类杀虫剂这一迫切需求,围绕新烟碱类杀虫剂的微生物菌株资源,重点阐述微生物降解新烟碱类杀虫剂的代谢机制及其多样性。通过梳理新烟碱类杀虫剂生物降解及其应用转化的关键问题和前沿进展,旨在为借助合成生物学和宏基因组学手段建立或筛选安全可控的新烟碱类杀虫剂的高效转化体系提供参考。     

Proteasomal and lysosomal clearance of faulty secretory proteins: ER-associated degradation (ERAD) and ER-to-lysosome-associated degradation (ERLAD) pathways

About 40% of the eukaryotic cell’s proteins are inserted co- or post-translationally in the endoplasmic reticulum (ER), where they attain the native structure under the assistance of resident molecular chaperones and folding enzymes. Subsequently, these proteins are secreted from cells or are transported to their sites of function at the plasma membrane or in organelles of the secretory and endocytic compartments. Polypeptides that are not delivered within the ER (mis-localized proteins, MLPs) are rapidly destroyed by cytosolic proteasomes, with intervention of the membrane protease ZMPSTE24 if they remained trapped in the SEC61 translocation machinery. Proteins that enter the ER, but fail to attain the native structure are rapidly degraded to prevent toxic accumulation of aberrant gene products. The ER does not contain degradative devices and the majority of misfolded proteins generated in this biosynthetic compartment are dislocated across the membrane for degradation by cytosolic 26S proteasomes by mechanisms and pathways collectively defined as ER-associated degradation (ERAD). Proteins that do not engage ERAD factors, that enter aggregates or polymers, are too large, display chimico/physical features that prevent dislocation across the ER membrane (ERAD-resistant misfolded proteins) are delivered to endo-lysosome for clearance, by mechanisms and pathways collectively defined as ER-to-lysosomes-associated degradation (ERLAD). Emerging evidences lead us to propose ERLAD as an umbrella term that includes the autophagic and non-autophagic pathways activated and engaged by ERAD-resistant misfolded proteins generated in the ER for delivery to degradative endo-lysosomes.     

海草床生态系统的退化及其恢复

海草床是生产力和生物多样性最高的典型海洋生态系统之一,目前全球海草床呈现退化趋势,自然干扰和人类活动的负面影响是其退化原因,以后者为主.海草退化的生理生态机制主要是光合作用速率、光合色素荧光强度和含量、酶活性等生理生态指标在胁迫(高温、光照、盐度、污染物等)下发生显著变化.海草床监测和保护计划已经在局部区域取得成效,使部分海草床得到恢复.中国的海草床恢复研究重点应放在生物多样性保护、海草移植和海草床生态系统服务价值评估.     

除草剂的微生物降解研究进展

微生物降解是环境中农药消解的重要因素,分离筛选纯培养的农药降解微生物并阐述其降解机制为微生物修复环境的应用提供重要的菌株资源和理论依据。本文简述了广泛使用的8类除草剂(包括有机磷类、磺酰脲类、氯乙酰胺类、均三嗪类、芳氧基苯氧基丙酸酯类、苯氧乙酸类、二硝基苯胺类和硫代氨基甲酸酯类除草剂)的降解微生物资源及其降解途径和降解基因的研究进展,并分析了目前除草剂污染修复存在的问题及未来的发展方向。     

Degradation of diclofenac,trimethoprim, carbamazepine,and sulfamethoxazole by laccase from Trametes versicolor: Transformation products and toxicity of treated effluent

Abstract

The degradation of diclofenac (DCF), trimethoprim (TMP), carbamazepine (CBZ), and sulfamethoxazole (SMX) by laccase from Trametes versicolor was investigated. Experiments were conducted using the pharmaceuticals individually, or as a mixture at different initial concentrations (1.25 and 5?mg/L each). The initial enzymatic activity of all the treated samples was around 430–460?U_(DMP)/L. The removal of the four selected pharmaceuticals tested individually was more effective than when tested in mixtures under the same conditions. For example, 5?mg DCF/L was completely removed to below its detection limit (1?µg/L) within 8?h in the individual experiment vs. after 24?h when dosed as a mixture with the other pharmaceuticals. A similar trend was visible with other three pharmaceuticals, with 95 vs. 39%, 82 vs. 34% and 56 vs. 49% removal after 48?h with 5?mg/L of TMP, CBZ, and SMX tested individually or as mixtures, respectively. In addition, at the lower initial concentration (1.25?mg/L each), the removal efficiency of TMP, CBZ, and SMX in mixtures was lower than that obtained at the higher initial concentrations (5?mg/L each) during both the individual and combined treatments. Four enzymatic transformation products (TPs) were identified during the individual treatments of DCF and CBZ by T. versicolor. For TMP and SMX, no major TPs were observed under the experimental conditions used. The toxicity of the solution before and after enzymatic treatment of each pharmaceutical was also assessed and all treated effluent samples were verified to be non-toxic.