重金属诱导拟南芥原生质体DNA 损伤的单细胞凝胶电泳检测

以拟南芥原生质体为实验体系, 研究不同浓度的3种重金属离子对拟南芥原生质体的毒性和DNA损伤的差异。结果表明, 用1-5 mmol.L-1的Zn2+、Cd2+ 和Cu2+分别处理的拟南芥原生质体, 2 小时内活力逐渐下降, 并表现出明显的浓度依赖性;与相同浓度的Cd2+ 和Cu2+ 相比, Zn2+对拟南芥原生质体活力的影响程度较小, 表现出较低的毒性。单细胞凝胶电泳检测发现,用0.1-0.8 mmol .L-1的Zn2+、Cd2+ 和Cu2+ 分别处理拟南芥原生质体30 分钟, 以OTM值表示的原生质体DNA损伤量随重金属离子浓度的增加而递增; 相同浓度(0.5 mmol.L-1)的3种重金属离子相比, Zn2+对原生质体的遗传毒性明显低于Cu2+ 和Cd2+。综合原生质体活力和DNA损伤的单细胞凝胶电泳检测结果, 发现Zn2+对拟南芥原生质体的遗传毒性较低, 而Cd2+ 和Cu2+的遗传毒性较高。本研究建立的拟南芥原生质体实验体系, 结合运用单细胞凝胶电泳技术, 能够快速、灵敏地检测重金属对植物细胞的遗传毒性。     

重金属对水稻和小麦DNA甲基化水平的影响

和对照相比,0．025（或0.05)-0.1mmol/L的Cu^2 （或0．05）－1．0mmol/L的Cd^2 或Hg^2 导致水稻（或小麦）叶DNA中的5－甲基胞嘧啶百分含量大幅度上升;当Cu^2 浓度＞0.1mmol/L时,小麦和水稻叶DNA中5－甲基胞嘧啶的百分含量随Cu^2 浓度的增高略有下降,但仍高于对照。0.1-1.0mmol/L的Cu^2 ,Cd^2 和Hg^2 也导致小麦穗DNA为5－甲基胞嘧啶的百分含量随Cu^2 ,Cd^ 和Cd^2 能使小麦和水稻根系DNA中5－甲基胞嘧啶的百分含量显著高于对照,而0.1-1.0mmol/L的Hg^2 以及1．0mmol/L的Cu^2 和Cd^2 则造成小麦和水稻根系DNA中5－甲基胞嘧啶的百分含量显著低于对照。     

除草剂乐草隆对红鲫的遗传毒性研究

目的　探讨除草剂乐草隆对红鲫的遗传毒性。方法　用单细胞凝胶电泳检测不同浓度的乐草隆对红鲫外周血淋巴细胞DNA的损伤作用。结果　乐草隆致毒红鲫的淋巴细胞DNA的迁移度均较阴性对照组高 (P<0 0 5 ) ,在一定浓度范围内 (0～ 7 0 0mg L)DNA损伤程度与浓度呈正相关 (r=0 982 ,P <0 0 1)。在 12h、2 4h、4 8h、96h、10d实验组DNA损伤程度均有增强的趋势。结论　乐草隆对红鲫具有一定的遗传毒性     

Agromyces sp.CS16去除水体中重金属镉、镍、铜、锌离子的研究北大核心

【目的】本研究从深圳福田红树林表层土壤中分离出一株潜在放线菌新种Agromyces sp.CS16,研究其对水体中重金属的去除能力以及特征,并初步探究其在去除水体重金属中的实际应用,为利用微生物修复水体重金属污染提供技术支持。【方法】测定菌株CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力;测定CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)在胞外吸附和胞内吸收的占比;通过全基因组测序分析CS16基因组中与重金属耐受相关的基因;采用海藻酸钠和聚乙烯醇将CS16包埋,并测定包埋后CS16对重金属的去除能力。【结果】放线菌Agromyces sp.CS16在Cd^(2+)浓度为10μg/mL时对其的去除量最大,为32.95 mg/g,此时对溶液中Cd^(2+)的去除率也最高,达到83.71%;菌株CS16在Ni^(2+)浓度为75μg/mL时去除量最大,为25.09 mg/g,在Ni^(2+)浓度为25μg/mL时去除率最高,为70.27%;CS16在Cu^(2+)浓度为150μg/mL时去除量最大,为30.69 mg/g,在Cu^(2+)浓度为30μg/m L时去除率最高,为80.11%;CS16在Zn^(2+)浓度为125μg/mL时去除量最大,为39.29 mg/g,在Zn^(2+)浓度为25μg/mL时去除率最高,为88.91%。菌株CS16全基因组预测总共有3744个基因,其中有37个基因推测与Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的抗性相关。CS16主要通过将重金属吸附在细胞外表面来去除水体中的重金属,在被海藻酸钠(sodium alginate,SA)与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)材料包埋后,CS16对Cd^(2+)的去除能力下降,但对Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力显著提高。【结论】放线菌Agromyces sp.CS16是一株分离自红树林表层沉积物的新菌,本研究测定了CS16对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除能力,从细胞层面和基因层面初步探索了其对Cd^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的去除机理,并成功用海藻酸钠和聚乙烯醇将其包埋,为探究微生物去除水体重金属离子的机制和之后应用CS16修复水体重金属污染提供了理论基础。     

镉和铜离子诱导棕尾别麻蝇幼虫脂质过氧化丙二醛动态变化分析

采用饲料含毒法,测定了棕尾别麻蝇Boettcherisca peregrine 1日龄幼虫连续取食含不同浓度Cd^2＋或Cu^2＋的人工饲料,体内丙二醛含量的变化过程。实验结果表明：二种重金属离子能诱导昆虫的脂质过氧化反应,并且存在浓度依赖效应和时间依赖效应。在0—1600μg/g饲料浓度范围内,丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量与幼虫取食Cd^2＋和Cu^2＋的浓度呈线性关系,所求回归方程分别为y=0．2789＋0．0002x和y=0．3141＋0．0002x。当处理浓度为800μg/g时,在0-120h时间内,MDA含量与幼虫取食Cd^2＋和Cu^2＋的时间呈线性关系,回归方程分别为y=0．3041＋0．0042x和y=0．3251＋0．0029x。     

表面活性剂、酸雨和Cd^2＋复合污染对蚕豆胚根细胞核的毒性

用蚕豆根尖微核技术研究了Cd^2+单因子以及与表面活性剂、模拟酸雨复合污染时对植物细胞的毒性作用。结果表明,Cd^2+浓度在0～10．0mg·L^-1范围内,对蚕豆胚根细胞微核的形成有强烈的诱导作用,Cd^2+浓度6．0mg·L^-1时的细胞微核率为13．85‰,对照组的微核率为4．53‰,此时污染影响指数(PI)为3．06;当环境中存在表面活性剂LAS1．0mg·L^-1或pH值降到4．5和3．5时,同-Cd^2+浓度下,蚕豆根尖细胞微核率、PI降低,同时伴有核变形,细胞中颗粒物增多,胚根组织不容易分散等症状,根的生长受到抑制,说明表面活性剂、酸雨对Cd^2+的毒性有协同作用。pH3．5的酸雨环境中Cd^2+对蚕豆细胞的损伤程度比pH4．5酸雨环境高,在检测高浓度、强毒性污染物的致突变效应时,应作至少3个稀释倍数,找出蚕豆根尖细胞最高微核率及PI。     

Cu2+和Zn2+对普通小麦幼苗生长的影响

Zn^2＋在植物体中参与生长素的合成和某些酶系统的活动;Cu^2＋在催化氧化还原反应中起作用,是植物体内多种氧化酶的组成部分,与光合作用密切相关,在脂肪代谢、蛋白质分解中有一定的作用。当植物体内Cu^2＋和Zn^2＋含量超过一定浓度时对细胞有较大的毒害,危害植物的生长和发育,并可经食物链富集危害人的健康。本文研究了相同浓度的Cu^2＋和Zn^2＋对普通小麦幼苗生理生化特征的影响,以期为防止金属离子污染和培育抗性品种提供参考数据。     

3种地衣体内藻类对4种重金属离子的耐受能力及其吸附特性研究

该研究以地衣体内分离培养的3种共生藻体(A、B、C)为材料,采用光学显微镜徒手切片技术,测定地衣体内藻细胞存活率;并采用BCO和双硫腙、二甲酚橙和碘化钾-罗丹明B分光光度法,测定培养液和藻体内不同重金属含量,分析3种共生藻体对重金属Cu^2+、Zn^2+、Pb^2+、Cd^2+的吸附特性及其耐受性差异,以明确地衣与重金属胁迫的关系,为重金属污染水体的生物修复提供理论依据。结果显示:(1)在不同重金属胁迫下,3种藻体对4种重金属的耐性大小均表现为Zn^2+>Pb^2+>Cu^2+>Cd^2+,重金属对3种藻体的毒性大小依次是Cu^2+(藻体B>藻体A>藻体C)、Zn^2+(藻体B>藻体A>藻体C)、Pb^2+(藻体B>藻体A>藻体C)、Cd2+(藻体B>藻体C>藻体A)。(2)3种藻体对Zn^2+、Pb^2+的吸附性均高于Cu2+和Cd2+,而且藻体B对不同重金属的吸附性能均高于藻体A和C。(3)3种藻体所吸附的重金属含量与其胁迫浓度及培养时间均呈极显著正相关关系(P<0.01),3种藻体对重金属的耐受性与吸附性呈正相关关系。研究发现,来自地衣体的3种藻体对Cu^2+、Zn^2+、Pb^2+和Cd^2+的耐受性和吸附性远远高于一些自由生长藻类,证明来自地衣体的藻类是修复重金属污染生物吸附剂的良好材料,该研究结果为地衣体内藻在水体重金属污染生物修复中的实际应用提供了理论依据。     

粘盖牛肝菌不同菌株对Zn2+、Cd2+的吸附及其对油松Zn2+、Cd2+的耐受性

为了探讨同一菌根真菌不同菌株对重金属的耐受性,选用采集于内蒙古阴山山脉不同地区的粘盖牛肝菌(Suillus bovinus)的不同菌株进行研究。首先,在不同浓度Zn^2 、Cd^2 液体培养基中培养菌丝体,以了解各菌株菌丝体对重金属的耐受性及吸附能力,采用烘干法和原予吸收法分别测定菌丝体的生物量和菌丝体、培养液中Zn^2 、Cd^2 含量,结果表明：劈柴沟粘盖牛肝菌在Zn^2 、Cd^2 胁迫条件下,生物量、吸附能力约为其余各菌株的1．5～2倍。其次,为了探明油松(Pinus tabulaeformis)形成菌根后对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性及其耐受机理,采用一次性定量浇灌不同浓度Zn^2 、Cd^2 溶液的方法,测定了菌根化油松苗地上、地下生物量及Zn^2 、Cd^2 含量的分配,结果表明：菌根形成后能显著促进油松的生长及对Zn^2 、Cd^2 胁迫的耐受性,并且菌根能够帮助油松吸收基质中大量的Zn^2 、Cd^2 ,根中重金属的含量是茎叶中的2～3倍以上,非菌根苗在重金属浓度稍高(Zn^2 400mg／kg;Cd^2 40mg／kg)时就会死亡。经方差分析及多重比较证实,劈柴沟粘盖牛肝菌对Zn^2 、Cd^2 的耐受性及对油松的促生效果与其它各菌株存在显著的差异,这可能是它通过把吸收的Zn^2 、Cd^2 最大限度地输送到根中的同时,也输送到了茎叶中,使重金属在体内得到一定程度的稀释,使自身免受毒害。     

硫营养对重金属胁迫下玉米和小麦根系导水率的影响

以‘秦单4号’玉米和‘小偃22’小麦为供试材料,通过室内玉米水堵和小麦盆栽试验,采用静态压力室法测定了不同硫营养水平与不同重金属胁迫处理下根系导水率（Lpr）的变化。结果表明：玉米Lpr经100μmol／LHg^2＋、Zn^2＋、Cu^2＋胁迫处理后分别降低到CK的13％、79％和45％,Cu^2＋、Zn^2＋对其Lpr的抑制效应分别为同浓度Hg^2＋的62．9％及24．3％;施硫处理的玉米Lpr在无Cu^2＋胁迫条件下都极显著高于无硫处理,且低硫处理显著较高,在Cu^2＋胁迫条件下亦都极显著高于无硫处理,并且Cu^2＋胁迫对其Lpr的抑制效应随着硫浓度增大而逐渐减小;不施硫和施硫处理的小麦Lpr在500mg／kgZn^2＋胁迫下分别比相应CK降低36．89％和37．71％,在400mg／kgCu^2＋胁迫下则分别比相应CK降低了34．61％和12．29％。研究发现,重金属Cu^2＋、Zn^2＋对玉米和小麦根系导水率具有显著的抑制作用且Cu^2＋〉Zn^2＋,施硫对Cu^2＋胁迫下的玉米和小麦根系导水率都具有显著的保护作用,并随硫浓度增加而增强。     

利用海洋微生物降解有机磷农药MAP的研究

目的分离及筛选降解海水养殖区甲胺磷的降解菌,并确定最适的降解条件。方法从被有机磷污染的海水样中分离,以有机磷为唯一碳源反复驯化,分离筛选出1株高效降解甲胺磷的菌株M-1,并对其降解能力和所需条件进行测试。通过离子交换层析、凝胶过滤层析等方法从发酵液中分离纯化了有机磷农药降解酶。结果初步鉴定菌株M-1属于腊样芽胞杆菌。菌株M-1最适生长温度和pH分别为25℃和8．0。Zn^2＋（200mg／L）、Cd^2＋（50mg／L）与Pb^2＋（200mg／L）不影响菌株M-1对甲胺磷的降解作用,但Cu^2＋（50mg／L）、Cr^2＋（50mg／L）对菌株M-1有毒性作用。SDS-PAGE测得降解菌的有机磷农药降解酶的分子质量约为45kD。结论海洋微生物在甲胺磷污染的海水养殖区自净中起着重要作用。     

6种重金属对赤子爱胜蚓的急性毒性效应与风险评价

【背景】近年来,土壤重金属污染问题日益凸显,对生态环境、食品安全和人体健康构成了严重威胁,其急性毒性尚未明确。【方法】采用滤纸接触法和人工土壤法测定了铜(Cu2+)、锌(Zn2+)、镍(Ni+)、镉(Cd2+)、铅(Pb2+)和锰(Mn2+)等6种重金属对赤子爱胜蚓的急性毒性效应,并参照欧盟指令91/414/EEC标准评价了其环境风险。【结果】滤纸接触法48h测定结果表明,6种重金属对蚯蚓的LC50为3.17(2.53～3.81)～90.42(69.45～140.47)μg.cm-2,其毒性次序为Cu2+>Zn2+>Ni+>Cd2+>Pb2+>Mn2+。人工土壤法14d测定结果表明,6种重金属对蚯蚓的LC50为1347(1236～1453)～6936(6144～8930)mg.kg-1,其毒性次序为Cu2+>Cd2+>Ni+>Zn2+>Mn2+>Pb2+。风险评价结果显示,Cu2+、Zn2+、Ni+、Cd2+、Pb2+和Mn2+等6种重金属的暴露比(toxicity/exposureratio,TER)分别为3.37、4.46、8.68、1428、13.87和5.85。【结论与意义】6种重金属对土壤动物蚯蚓均具有潜在的毒性效应。Cu2+、Zn2+、Ni+、Mn2+等4种重金属对赤子爱胜蚓存在急性毒性风险,而Cd2+和Pb2+对赤子爱胜蚓的急性毒性风险水平是可接受的。该评价结果可为我国制定基于风险的土壤环境质量标准提供依据。     

铅、铬胁迫对大弹涂鱼血细胞遗传损伤的彗星实验检测

通过彗星实验研究重金属Pb、Cr对大弹涂鱼的外周血细胞的影响。用不同浓度的Pb、Cr对大弹涂鱼外周血细胞进行1 h的染毒后通过单细胞凝聚电泳检测DNA损伤情况。结果表明国标浓度的Pb（0.005 mg/L）、Cr（0.05 mg/L）对大弹涂鱼外周血细胞均无明显影响;而国标10倍、100倍和1000倍浓度的Pb或Cr胁迫均会造成血细胞DNA损伤,且离子浓度与血细胞DNA的损伤程度间均存在＂剂量-效应＂,即浓度越高,DNA损伤越严重。因此大弹涂鱼血细胞可作为评价重金属遗传损伤毒性效应的敏感性生物标志物。     

Ca~(2+)和K~+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80μmol·L–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况,表明各浓度Cd胁迫下外源Ca2+的最适缓解浓度均为10 mmol·L–1;而K+的最适缓解浓度在低浓度(20和40μmol·L–1)和高浓度(60和80μmol·L–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L–1和20 mmol·L–1。在低浓度Cd胁迫下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化,而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷,酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降;高浓度Cd处理下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗的SOD活性升高,POD活性降低,可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下,添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱,表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P0.05)。以上结果表明,在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下,外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应,缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据,而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

产中性纤维素酶耐碱芽孢杆菌的筛选及酶学性质研究

采用CMC碱性平板筛选方法,从造纸厂碱性淤泥中获得产中性纤维素酶的耐碱枯草芽孢杆菌C3004。根据其形态特征、生理生化特性和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌,并命名为Bacillus subtilis C3004。液体摇瓶培养24 h产生CMC酶活力达46.6 U/mL。酶学性质初步研究显示,CMC酶反应的pH值以7.0左右为适;在弱酸和碱性条件下也具有较高的酶活和一定的稳定性;反应温度以50℃左右为宜;且具有较好的热稳定性。Mn~(2+)与Fe~(3+)对酶反应有促进作用,Cu~(2+)、Mg~(2+)和Zn~(2+)对酶反应有抑制作用。该菌可在碱性(pH 8.5～10)条件下培养,具有不易被杂菌污染的特点。     

Responsiveness of Lycopersicon pimpinellifolium to acute UV-C exposure: histo-cytochemistry of the injury and DNA damage

The in vivo and in vitro effects of UV-C (254 nm) exposure (0.039 watt . m(-2) . s for 2 h) of currant tomato (Lycopersicon pimpinellifolium), indigenous to Peru and Ecuador, were assayed. H(2)O(2) deposits, dead cells and DNA damage were localized, 12/24 h after irradiation, mainly in periveinal parenchyma of the 1st and 2nd order veins of the leaves, and before the appearance of visible symptoms, which occurred 48 h after irradiation. Cell death index was of 43.5 +/- 12% in exposed leaf tissues, 24 h after treatment. In currant tomato protoplasts, the percentage of viable cells dropped 1 h after UV-C irradiation from 97.42 +/- 2.1% to 43.38 +/- 4.2%. Afterwards, the protoplast viability progressively decreased to 40.16 +/- 7.25% at 2 h, to 38.31 +/- 6.9% at 4 h, and to 36.46 +/- 1.84% at 6 h after the exposure. The genotoxic impact of UV-C radiation on protoplasts was assessed with single cell gel electrophoresis (SCGE, or comet assay). UV-C treatment greatly enhanced DNA migration, with 75.37 +/- 3.7% of DNA in the tail versus 7.88 +/- 5.5% in the case of untreated nuclei. Oxidative stress by H(2)O(2) used as a positive control, induced a similar damage on non-irradiated protoplasts, with 71.59 +/- 5.5% of DNA in the tail, whereas oxidative stress imposed on UV-C irradiated protoplasts slightly increased the DNA damage (85.13 +/- 4.1%). According to these results, SCGE of protoplasts could be an alternative to nuclei extraction directly from leaf tissues.     

枯草杆菌及大肠杆菌异柠檬酸脱氢酶的酶学性质研究

对枯草杆菌异柠檬酸脱氢酶（BsIDH）、大肠杆菌异柠檬酸脱氢酶（EcIDH）和大肠杆菌异柠檬酸脱氢酶的突变体酶（EmIDH）进行了纯化和酶学性质鉴定。BsIDH和EcIDH对辅酶NADP^＋的特异性与NAD^＋相比,分别是NAD^＋的1330倍和3890倍。而EmIDH对NAD^＋的特异性与NADP^＋相比,是NADP^＋的122倍。因此BsIDH和EcIDH是NADP^＋依赖性异柠檬酸脱氢酶,而EmIDH的辅酶特异性已转换为NAD^＋依赖性。EcIDH、BsIDH和EmIDH对底物异柠檬酸的Km值分别为67.4 μmol/L、60.6 μmol/L和105.6 μmol/L。BsIDH和EcIDH的最适反应pH分别为8.2和8.0,EmIDH的最适pH为7.0。BsIDH和EmIDH的最适反应温度是45℃,EcIDH的最适温度为43℃。三种IDH的活性依赖于不同的二价金属离子的存在,Mn^2＋ 、Mg^2＋存在时酶活性最强,Cu^2＋ 、Ca^2＋ 、Zn^2＋和Ni2＋强烈抑制酶的活性。系统的酶学性质研究为深入认识IDH的催化与调节机制提供了更多依据。     

紫外辐射诱导烟草原生质体中DNA损伤的彗星电泳检测

以烟草原生质体为材料,采用彗星电泳检测用0.5W·m^-2紫外线以不同时间（0、5、10、30、60和120s）诱导的烟草原生质体中DNA的损伤。结果表明,在0～10s的时间内代表DNA损伤程度的尾矩、Olive尾矩等参数与紫外线照射时间具有良好的时间依赖关系。本文建立的烟草原生质体体系采用彗星电泳技术,可以快速而灵敏地检测紫外线对植物细胞的损伤程度。     

骆驼刺发根农杆菌转化系的原生质体培养和植株再生

从发根农杆菌A4转化的荒漠植物—璐驼刺毛状根愈伤组织中分离的原生质体培养的结果表明,酶解新转代7～10d的淡黄色松软愈伤组织,可获得大量有活力的原生质体。原生质体在附加有1．5mg．L-1 2,4．D、0．2mg．L-1 6．BA、0．3m01．L-1甘露醇、2％（W/V）蔗糖和500mg·L-1水解酪蛋白的DPD培养基中进行液体浅层培养可持续分裂。培养基的最适渗透压为（450±3）mOsm·kg-1,原生质体的最适植板密度为4×10^5个．mL-1。制备原生质体的愈伤组织以低温（4℃）预处理后,原生质体的产率和分裂频率均提高,分裂频率最高可达50％。原生质体分裂形成的愈伤组织转移在附加1-2mg．L-1 6-BA（或KT）和0．2mg·L-1NAA的MS培养基上培养后,可以分化并获得再生植株。纸电泳检测表明,原生质体再生的愈伤组织和分化植株仍然含有毛状根转化系的特异产物——冠瘿碱。