两种价态铬(Ⅲ,Ⅵ)对真核酵母细胞谷胱甘肽水平影响

工业的迅猛发展使得重金属污染加剧,得到了人们的广泛关注。铬(Cr)在化工业中的广泛应用,使其成为一种主要的环境污染重金属离子。酿酒酵母是研究金属毒性最常用的生物之一。本文比较了三种铬盐(三氯化铬、三氧化铬、重铬酸钾)对酿酒酵母生长的影响,半抑制浓度的两种价态铬(Cr^3+,Cr^6+)处理酵母细胞,Cr^6+引起细胞的致死率更高。已有研究表明谷胱甘肽是胞内重要的还原剂,常用于细胞的重金属解毒,因此探究了两种价态的铬对酵母胞内谷胱甘肽水平的影响。结果显示重铬酸钾和三氧化铬浓度的升高都会引起胞内含量显著降低,而三氯化铬基本不变,过表达GSH1基因有利于提高酵母细胞对Cr^6+的抗性,但对Cr^3+没有明显效果,这说明两种价态铬在胞内生化作用方式不同,细胞应对的解毒机制也不一样。该研究对工业含铬废弃物处理和微生物治理环境污染提供了理论依据。     

微量元素铬与健康

铬与保健防病抗衰关系十分密切。首先,铬是防治动脉粥样硬化、冠心病、高血压、脑血管疾病的重要因素,铬在防治糖尿病方面也有重要作用,铬还可以促进生长发育、延长寿命。还介绍了人对铬的需要量及铬的来源。     

糖蜜发酵培养富铬酵母

筛选对铬元素吸收较好的产朊园酵母(Torulopsisutilis)为实验菌株,根据铬的耐受量实验,确定糖蜜培养基铬的添加量,研究富铬酵母培养最佳工艺条件,探讨富铬酵母的应用。发酵产品富铬酵母铬的含量7388mgkg,蛋白质含量4874%(ww),得率30%(wv)。     

铬污染人工湿地薏米对铬的积累和分布

通过桶栽构筑微型垂直流人工湿地,在生活污水中添加不同浓度的Cr~(6+)(0、20、40 mg·L~(-1),用K_2Cr_2O_7配置),研究了在铬(Cr)污染条件下薏米不同器官和亚细胞水平对铬的积累及分布。结果表明:薏米根茎叶铬含量均随铬处理浓度的提高和处理时间的延长而显著增加,根部铬含量最高,其次是叶片,茎部铬含量最低。随着铬处理浓度的增加和时间的延长,细胞壁和液泡中的铬含量大幅上升,但细胞器中铬含量上升幅度较低,根部细胞壁、细胞器、可溶部分及液泡铬含量均显著大于茎、叶相关细胞组分,根、茎、叶亚细胞水平铬含量分布均依次为细胞壁液泡细胞器。其中,细胞壁铬含量极显著大于液泡以及其他细胞器,薏米根部把大部分铬隔离在细胞壁中,从而降低了地上部分对铬的吸收,导致地上部分干重、鲜重的受抑制程度均低于根系,表明根部细胞壁是降低铬在薏米体内积累的重要屏障,也是薏米在低浓度铬胁迫下能够存活的根本保证。     

生物富铬与人体营养健康

铬是人体的基本营养元素之一,主要通过激活体内铬调素来协同或增强胰岛素功能,从而调节糖类、脂类等正常代谢。食物的精细加工、应激状态以及衰老都会导致人体的铬流失。缺铬已成为诱发糖尿病的主要原因之一。膳食补铬是预防和控制糖尿病及其并发症重要途径。酵母源葡萄糖耐量因子(GTF)可有效调节糖代谢、提高胰岛素与受体的亲和力、改善脂肪代谢,具有安全性高、吸收率高等特点,是重要的补铬制剂和辅助降糖保健因子。综述了铬在糖尿病改善的研究、铬补充剂研发现状以及铬摄入的法规。     

富铬酵母的应用与展望

铬是人体必需的微量元素,三价铬为葡萄耐量因子GTF的主要成分。成人每日膳食中适宜的铬摄入量为20~50μg。缺铬可以导致粥样动脉硬化、糖尿病、冠心病,并影响蛋白质与RNA合成。富含三价铬的富铬酵母,可以降低Ⅱ型糖尿病患者血糖及血浆胰岛素,又可降低高血脂患者的TC,TG,LDL-C,并升高HDL-C。富铬酵母可作为预防和治疗上述疾病的食品应用于医学和食品工业中,也可作为饲料添加剂应用于畜牧业中。     

铬渣堆放场地土壤的污染过程、影响因素及植物修复

铬渣堆放场地的土壤污染已成为重要的环境问题之一,并引起广泛关注。为了对铬渣堆场铬污染情况有更加详细的了解,本文对铬渣污染土壤的2个基本过程(铬渣中铬的水平迁移过程与垂直运移过程)、土壤有机质、pH、Eh和含水量、土壤类型及其无机胶体组成以及地下水运动方向等影响其迁移的因素进行了分析。在此基础上,对铬超积累植物的筛选、铬超积累植物的富集机制、铬渣堆场周围污染土壤的植物修复及其机理进行了概述。虽然目前对铬污染土壤的植物修复还处于起步阶段,但利用超积累植物对铬渣污染场地进行修复前景广阔。     

福建省土壤－蔬菜系统中铬转移规律研究

调查福建省28个蔬菜品种及其土壤铬含量,研究铬在土壤－蔬菜系统中的转移规律。结果表明,供试土壤全铬含量平均值为53.61 mg·kg-1,未超过国家土壤环境质量标准中铬的限量(pH<6.5,农田旱地 <150 mg·kg-1)。供试土壤有效铬含量平均值为0.92 mg·kg-1。蔬菜可食部分铬含量0.001～0.321 mg·kg-1,调查区蔬菜样品铬含量均低于食品安全国家标准。其中,萝卜、空心菜铬含量与土壤全铬呈显著正相关。采样区大部分蔬菜铬含量与土壤有效铬之间相关性不显著。利用DPS统计软件,将蔬菜对土壤全铬和有效铬的转移能力分为高、中、低三等进行分析。根据土壤-蔬菜高、中、低转移规律可指导蔬菜的区域规划种植。     

微生物修复返溶铬污染场地的研究进展

目前,我国历史遗留铬渣堆场多数采用湿法解毒工艺进行处理,但大量化学药剂的添加不仅增加了成本,引入了污染物,而且随时间的延长铬渣中的Cr(Ⅵ) 源源不断的返溶,场地出现返黄现象,形成二次污染。为了持久稳定的修复铬渣,研究人员提出用微生物修复技术处理湿法解毒后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶。文中综述了国内外微生物修复铬渣污染场地的研究进展,首先简述了铬渣的危害、处理现状及传统的铬污染修复技术,并以湿法解毒铬污染为例,重点揭示了处理后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶机理,由此可知湿法解毒后的二次污染不可避免。随后详述了微生物修复Cr(Ⅵ) 过程中生物还原、生物吸附和生物矿化三大作用机理,并阐述了铬污染场地修复过程中微生物物种的响应及群落结构的演替,最后,总结了微生物修复铬渣的研究进展并展望了未来的研究方向。     

氯化铬和吡啶羧酸铬在Caco-2细胞中的摄取和转运

采用一种体外培养的人小肠上皮细胞模型Caco-2研究了时间、浓度、温度对氯化铬和吡啶羧酸铬细胞摄取和跨细胞转运的影响。旨在探讨氯化铬和吡啶羧酸铬在小肠上皮细胞中的摄取和转运特点。结果表明:Caco-2细胞对氯化铬和吡啶羧酸铬的摄取和转运随浓度、时间而成线性增加,当温育温度从37℃降到4℃时,摄取和转运有下降趋势(P>0.05)。氯化铬和吡啶羧酸铬从肠腔侧(AP侧)到基底侧(BL侧)的表观通透系数(Papp)近似于BL侧到AP侧(分别为0.95～1.41倍和0.84～1.07倍)。氯化铬和吡啶羧酸铬的摄取率分别为(0.88±0.08)%和(4.73±0.60)%,转运率分别为(2.11±0.05)%和(9.08±0.25)%。结果提示氯化铬和吡啶羧酸铬是以被动扩散为主要方式被Caco-2细胞摄取和转运。     

一种新发现的湿生铬超积累植物——李氏禾(Leersia hexandra Swartz)

通过对广西某电镀厂附近的植物和土壤的野外调查,发现了湿生铬超积累植物--李氏禾（Leersia hexandra Swartz）.结果表明,多年生禾本科李氏禾对铬具有明显的超积累特性,叶片内平均铬含量达1786.9mg/kg,变化范围为1084.2～2977.7mg/kg;叶片内铬含量与根部土壤中铬含量之比最高达56.83,叶片内铬含量与根茎中铬含量之比最高达11.59,叶片内铬含量与水中铬含量之比最高达517.86.李氏禾不仅对铬有很强的富集能力,而且具有生长快、地理分布广、适应性强的特点,因此李氏禾的发现将为植物的铬超积累机理与铬污染环境的植物修复研究提供新的重要物种.     

微量元素铬载体酵母摇瓶发酵研究

实验选择了啤酒酵母 2 0 16菌株为铬载体酵母生产菌株 ,通过摇瓶发酵实验 ,对三氯化铬的添加工艺进行了研究探索。确定了铬酵母发酵培养的适宜加铬条件 :在发酵开始的8h内分批流加三氯化铬 ,总加入量为 5× 10⁴mol/L ,经过 12h摇瓶发酵可得铬酵母的生物量为 1 5 5 g/ 10 0mL ,酵母含铬量为 1,10 0 μg/ g以上 ,酵母细胞对铬离子利用效率是 6 0 %以上。     

微生物铬转化和抗性机制与生物修复研究进展

铬(Chromium,Cr)是过渡金属元素,在自然界中以六价[CrO_4~(2-),Cr_2O_7~(2-),Cr(Ⅵ)]和三价[Cr(OH)_3,Cr(Ⅲ)]为主。很多微生物在长期铬胁迫的条件下,进化出了一系列铬转化和抗性机制。微生物对铬的转化包括Cr(Ⅵ)的还原和Cr(Ⅲ)的氧化。微生物的Cr(Ⅵ)还原可以将毒性强的六价铬转化为毒性弱或无毒的三价铬,这类微生物有较强的土壤和水体铬污染治理潜力。Cr(Ⅲ)的氧化也在铬的生物地球化学循环过程中起着至关重要的作用。除了Cr(Ⅵ)的还原,微生物对铬的抗性机制还有:(1)减少摄入;(2)外排;(3)清除胞内氧化压力;(4)DNA修复。本文主要介绍微生物的铬转化和抗性机制,以及其在铬污染生物修复中应用的最新研究进展。     

土壤中铬的有效性与污染生态效应

本文研究了土壤中铬的有效性及其对水稻生长发育和吸收积累的影响,结果表明：０．０５ｍｏｌ／ＬＥＤＴＡ是土壤中有效态铬的较好提取剂;添加无机态Ｃｒ（Ⅲ）、Ｃｒ（Ⅳ）的盆栽土壤中有效态铬随时间延长而降低,在低添加浓度下,水稻根系中铬浓度随生长时间延长而增高,茎叶中铬含量则相反;铬对水稻的毒性和吸收积累明显受土壤性质的影响。     

不同因素对三价铬跨Caco-2细胞转运的影响

采用一种体外培养的人小肠上皮细胞模型Caco-2研究了铜、铁、锌、维生素C、蔗糖、草酸钠、乙二胺四乙酸以及柠檬酸钠对三氯化铬和吡啶羧酸铬跨细胞转运的影响, 旨在探讨各种因素对不同形式三价铬吸收影响的差异.结果表明: 铁显著降低了吡啶羧酸铬和三氯化铬在Caco-2细胞中的转运量( P<0.05), 而铜和锌对它们的转运量没有产生显著影响(P>0.05); 维生素C、蔗糖、草酸钠、乙二胺四乙酸和柠檬酸钠对吡啶羧酸铬的转运量没有产生显著影响( P>0.05), 但维生素C和草酸钠显著增加了三氯化铬在Caco-2细胞中的转运量( P<0.05), 蔗糖则显著降低了三氯化铬的转运量(P<0.05).结果提示三氯化铬相对于吡啶羧酸铬而言, 在吸收时更容易受到各种因素的影响.     

盐肤木对重金属铬胁迫的生理生化反应研究

通过土培试验研究了不同质量浓度的重金属铬(0、30、50、80 mg·kg^–1) 胁迫对盐肤木根长、茎长、地上及地下部分干重,叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量,超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT) 活性的影响,探究了铬胁迫下盐肤木对铬的生理生化响应和耐受能力,为应用盐肤木修复重金属铬污染土壤提供依据。研究结果表明,在重金属铬胁迫下,盐肤木叶片的叶绿素含量略有降低,丙二醛含量升高。当铬浓度低于50 mg·kg^–1 时,随浓度升高,盐肤木叶片的脯氨酸含量、SOD 和CAT 活性均升高。当铬浓度为80 mg·kg^–1 时,其含量和活性相对下降,但对其正常生长均无显著影响,说明盐肤木耐受铬的能力较强,作为重金属污染地恢复的先锋植物具有很好的应用前景。     

芦丁铬配合物的合成及组合物的抑菌作用研究

本文合成了芦丁铬配合物,通过UV、IR和TG-DTA等手段对合成产物进行了表征。主要对芦丁铬配合物及组合物(芦丁铬+鱼腥草提取物)的抑菌作用进行了研究。结果表明:芦丁铬和鱼腥草提取物联合抑菌有增效作用,其抑菌效果均优于芦丁、芦丁铬配合物、鱼腥草、芦丁和鱼腥草组合物;同时抑菌作用随浓度增大而增强;在p H为6时,抑菌效果最好。     

微生物技术治理水体重金属镉、铬污染的研究进展

近年来,随着我国工农业迅速发展,"三废"的大量排放,水体中重金属污染愈发严重,其中重金属镉、铬的污染显得尤为突出。研究者利用微生物技术开展了大量治理污水中镉、铬的研究。本文就不同种类微生物对镉、铬的修复及作用机理进行论述,以期为微生物用于实际污水中镉、铬的治理提供参考。     

太湖水体典型重金属镉和铬含量及其生态风险

2010年9月使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对太湖水体中典型重金属镉和铬的暴露水平进行监测,在分析重金属暴露特征及其对太湖水生生物慢性毒性效应的基础上,采用安全阈值法进行生态风险评估.结果表明:镉和铬在太湖水体中均有检出,它们的平均暴露浓度分别为0.85和40.04μg·L-1;与铬相比,太湖水生生物对镉更敏感;铬的安全阈值＞1,镉的安全阈值略＜1,表明铬已对太湖水生生物造成一定的生态风险,而镉尚未对太湖造成明显生态风险.镉和铬的生态风险评估结果表明,毒性相对较低的铬,在高浓度环境暴露下会对生态环境造成较大风险,应给予足够重视.     

抗铬酵母菌的筛选研究

铬是人体和动物的必需微量元素。其主要生物效应是调节体内糖代谢,可作为胰岛素的加强剂起作用,促进胰岛素与受体反应,降低体内血糖水平。糖尿病及年龄的增长均会造成血清中铬水平的降低．食物中的铝含量往往不能满足人体在疾病及特殊生理状态下的需要。补充铬可以预防和治疗糖尿病及其它疾病．国内外的研究表明,用富铬酵母补铬是一种有效途径,酵母中3价有机钻的生物活性较无机钻大,容易被机体吸收,同时酵母本身的生物活性物质对生物体也有保健作用．因此富铬酵母的研究具有重要理论意义和应用价值．我们进行了抗铬酵母菌的筛选研究…