水环境中Cr(Ⅵ)对鱼类毒性机理研究进展

随着工业,特别是不锈钢产业的迅速发展,环境中的铬污染问题日益严重,Cr(Ⅵ)能够很容易地透过细胞膜进入细胞和生物体内,其毒性远高于Cr(Ⅲ).铬作为变价金属,其在鱼类体内能够产生活性氧自由基(ROS),对机体产生氧化胁迫效应;此外,Cr(Ⅵ)在细胞还原作用下生成的中间产物\[Cr(Ⅴ)、Cr(Ⅳ)等\]会进一步和DNA结合,导致基因的损伤和突变,从而危害鱼类的生长发育和种群结构.本文在不同水平上,系统总结了Cr(Ⅵ)对鱼类的毒性效应,从多个层次(分子、细胞、组织、器官、个体）阐述了Cr(Ⅵ)的毒性作用机制和鱼类相应的毒性解毒机制,并对于Cr(Ⅵ)的毒性研究中尚不完全清楚、需要深入考察的方面进行了探讨.     

双链RNA激活的蛋白激酶(PKR)的克隆表达及其对丙型肝炎病毒蛋白合成的抑制

α干扰素为治疗丙型肝炎病毒(HCV)感染的主要药物,但部分患者呈干扰素耐受而不能获得持久的病毒阴转,其可能的原因之一是病毒通过其编码的蛋白(NS5A及E2)抑制干扰素诱导的抗病毒效应分子——双链RNA激活的蛋白激酶(PKR)的活性.而关于PKR是否在IFN-α抗HCV的机理中起抑制作用目前仍有争议.为研究PKR对HCV蛋白合成环节是否有抑制作用,通过构建野生型 PKR真核表达载体（pPKRwt）及主要起负性调节作用的缺失突变PKR真核表达载体（pPKRΔ6）,并将pPKRwt /pPKRΔ6 与HCV复制子RNA同时转染Huh7细胞进行共表达, 用Western印迹检测 HCV IRES 下游的NPTⅡ蛋白表达水平,与转染空载体的对照细胞及单用IFN-α处理的细胞相比较.结果显示：表达PKRwt的细胞中NPTⅡ蛋白水平低于转染空载体的对照细胞,但高于经IFN-α单独处理的细胞;表达PKRΔ6的细胞中NPTⅡ蛋白水平与对照细胞无明显差别,但PKRΔ能部分抵消IFN-α的抑制作用,说明在IFN-α抑制HCV IRES指导的蛋白合成中,PKR有一定的抑制作用,但可能还有其它的PKR非依赖机制参与.     

Cu/PAA的制备及其抗菌性能研究

采用两步阳极氧化法制备出孔径为75nm的多孔阳极氧化铝(PAA75),并使用交流电沉积技术在PAA75孔道内装载纳米Cu。采用场发射扫描电镜(FESEM)观察样品微观形貌,进一步采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对材料化学组成及晶型进行了表征和分析。选用大肠杆菌(E.coli ATCC 8099)和金黄色葡萄球菌(S.aureus ATCC6538)测试Cu/PAA的抗菌性能。研究结果表明,本方法制备的Cu/PAA中Cu主要以Cu0存在,并且Al和Cu所占原子比为17.77∶0.71。体外抗菌测试表明,Cu(10s)/PAA对E.coli的1d、2d和3d抑菌率分别为82%±11%、78%±7%和45%±4%,对S.aureus的1d、2d和3d抑菌率分别为89%±4%、75%±8%和56%±11%。     

工业酶与绿色生物工艺的核心技术进展

绿色生物工艺是国家战略性新兴产业,具备高效、安全、节能、环保等特点,市场前景广阔。工业酶是绿色生物工艺的“芯片”,新型高效工业酶的开发与应用相关技术是绿色生物工艺的核心。文章综述了工业酶制剂产业现状、以中国科学院天津工业生物技术研究所为代表的研发机构在工业酶及绿色生物工艺开发应用方面产生的一系列关键技术突破与研发进展,展示了通过酶与生物技术的进步提升传统加工产业发展的典型案例,随着这些核心技术的发展将推动越来越多的传统制造业走向绿色可持续发展路线。     

湖南尖吻蝮蛇毒出血毒素的圆二色性和化学修饰

用远紫外ＣＤ谱研究了湖南产尖吻蝮蛇毒的两个出血毒素（ＤａＨＴ－１、ＤａＨＴ－２）的溶液构象,计算得ＤａＨＴ－１的α螺旋、β折叠、无规卷曲的含量分别为３６．９％、３５．５％、２７．６％;ＤａＨＴ－２的α螺旋、β折叠、无规卷曲分别为２３．４％、３１．３％、４５．３％。随ｐＨ的增大或减小,峰位蓝移,酸性条件下的变化比碱性条件下的变化大。构象单元含量计算表明：α螺旋减少,无规卷曲增多,β折叠基本未变。温度和ｐＨ对ＣＤ谱的影响相似,５０℃时峰位蓝移,α螺旋减少,无规卷曲增多．ＥＤＴＡ对ＣＤ谱影响显著,０．０２ｍｏｌ／ＬＥＤＴＡ便导致两个出血毒素呈极度的无序状态。ＥＤＴＡ完全抑制,半胱氨酸部分抑制,胰蛋白酶不影响它们的出血活性。     

蛋白质组学方法分析多T迷宫训练后的小鼠空间记忆蛋白

应用双向凝胶电泳结合质谱鉴定和数据库检索,分析比较C57BL/6J小鼠在多T迷宫(MTM)训练和记忆测试组与未训练组海马蛋白表达的差异,探讨与MTM空间记忆相关的蛋白质.C57BL/6J小鼠经MTM训练后,可对相应的空间线索保持记忆能力,其海马蛋白质表达存在明显差异,14个蛋白质与MTM空间记忆形成显著相关.其中,6个蛋白点表达显著上调,8个蛋白点表达水平显著降低.这些蛋白按功能可分为6类: 细胞骨架相关蛋白,物质运输相关蛋白,蛋白合成相关蛋白,能量和物质代谢相关蛋白,信号转导相关蛋白,通道蛋白. 这些空间记忆形成相关蛋白的研究深化了对空间记忆机制的认识,为研究和治疗认知相关疾病提供了新靶标.     

基于FLUS与InVEST模型的北京市生态系统碳储量时空演变与预测

城市地区虽然只占世界陆地面积的2%,却产生了全球约75%的碳排放,而科学合理的土地利用和管理方式可以重新固定大约60%-70%已耗损的碳。因此基于土地利用类型核算碳储量并探究城市土地利用变化其对碳储量的影响,能够揭示碳储量时空变化规律,为双碳目标下国土空间规划提供科学依据。基于1990-2018年北京市土地利用数据,利用InVEST模型测算1990-2018年北京市碳储量变化,再利用FLUS模型,分别测算自然演变情景、人口疏解城市发展情景、绿色集约生态保护情景3个城市发展情景下的土地利用变化,接着采用InVEST模型预测2035年3种情景下的碳储量变化,最后借助空间自相关模型对其进行分区管理研究,并基于此提出北京市未来城市发展与低碳城市建设规划建议。基于研究得出以下结果：（1）2000-2010年是碳流失较严重时期,碳储量下降了4.3%,而2010年后碳流失相对缓和,且在2015年后得到明显改善,2010年至2018年碳储量提升了3.5%。（2）除自然演变情景外,两种情景下的未来碳储量预测值均会进一步增加,且绿色集约生态保护情景的碳储量预测值最高,为16.39×10⁶ t,比最低的自然演变情景高出7.5×10⁵ t。（3）局部空间自相关分析结果显示,3种情景下的碳储量值在空间分布上具有相似性,碳储量高值区域在城市北部、西北部及西部区域出现集聚,低值区域则在中心城区聚集。     

城市绿地生态保护视角昆虫光谱趋性差异

照明提升城市夜间安全与活力,是城市建设的重要因素。但近年来夜间照明的迅速蔓延,改变了城市自然环境的光周期与光分布范围,造成光污染生态风险。其中,趋光昆虫受到的胁迫尤为显著,城市绿地昆虫种类与数量急剧下降,进而通过级联效应,引发城市绿地生态系统失衡问题。昆虫是典型的生态指示种和光敏动物,明确昆虫的光谱趋性差异,筛选出对昆虫趋光性友好的光谱,可为生态光源的研发提供依据,从而降低城市照明的生态风险。已有研究较多采用实验室内实验箱的设置方法,探究某一特定昆虫属种的趋光行为,尚缺乏对特定生境下的昆虫群落和典型昆虫目的光谱趋性研究。因此,研究在天津市津南区天津大学北洋园校区绿地系统开展野外人工光诱捕昆虫实验,以野外诱捕昆虫的种类与数量为判定依据,分析各光谱的昆虫趋性差异。野外诱虫实验以7种窄光带光谱(单色光)为研究对象,采用相对评价法,设置趋光昆虫最敏感的紫外光(Ultraviolet,369 nm)为对照组。结果表明,天津城市绿地生境中,4类典型趋光昆虫为双翅目(61.1%)、半翅目(19.7%)、鞘翅目(11.1%)、鳞翅目(5.7%)类,占诱捕总量的97.6%;对照紫外光(Ultraviolet,369 nm),4种典型昆虫总体的趋性敏感光谱排序及趋性概率为:远红色光(Far Red,740 nm)0.5%＜深红色光(Deep Red,660 nm)2.0%＜橘红色光(Red Orange,627 nm)9.0%＜青色光(Cyan,500 nm)22.8%＜绿色光(Green,519 nm)22.9%＜蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)27.6%＜蓝色光(Blue,478 nm)40.1%;绝对生态光谱为红光,相对生态光谱为青色光(Cyan,500 nm)和蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)。在全面推进人与自然和谐共生的现代化建设阶段,研究将有助于生态光源的开发、生态保护和城市光生态建设的提升。     

屎肠球菌噬菌体vB_EfaS_29生物学特性及基因组分析

【背景】随着屎肠球菌耐药性越来越严重,亟需筛选获得新的、裂解效率高且遗传背景清晰的裂解性噬菌体,丰富噬菌体资源,为噬菌体疗法提供可用的菌株。【目的】从江苏省南京市西岗奶牛场粪便样品中分离出一株裂解性屎肠球菌噬菌体,研究其生物学特性及分析基因组学特征。【方法】通过双层平板法对其进行纯化,观察噬菌斑特征,透射电镜观察噬菌体形态,测定一步生长曲线、pH耐受性、温度耐受性以及最佳感染复数,对噬菌体进行全基因组测序及遗传进化分析。【结果】分离并纯化的一株裂解性屎肠球菌噬菌体命名为vB_EfaS_29,其噬菌斑圆形透亮,外周无晕环。该噬菌体头部呈二十面体,头部直径约52.4 nm,尾长约157.1 nm,为长尾噬菌体科。该噬菌体的最佳感染复数为0.1,最高耐受温度为70℃左右,当pH值在6.0-9.0时其效价稳定。一步生长曲线表明,其潜伏期为10 min,暴发期约为50 min,暴发量为80。基因组全长41 014 bp,GC含量为34.99%,共有63个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),其中36个被注释出已知基因,基因组中不含毒力基因、耐药基因及整合基因。进化分析显示以裂解酶编码氨基酸为靶标对比,该噬菌体与GenBank上的粪肠球菌噬菌体vB_EfaS_DELF1相似性大于99%,但是以噬菌体衣壳蛋白编码氨基酸为靶标比对发现,该噬菌体肠球菌与其他噬菌体遗传距离均较远。【结论】分离出一株裂解性屎肠球菌噬菌体,对其进行生物学特性及基因组分析,为噬菌体研究和应用提供理论依据及研究基础。     

附子白绢病菌拮抗菌的鉴定、发酵条件优化及抑菌效果

【背景】附子白绢病是由齐整小核菌(Sclerotiumrolfsii)引起的一种土传细菌性病害,该病原菌严重影响附子的生产。【目的】筛选出对附子白绢病具有生防效果的菌株,并将其用于病害防治。【方法】利用平板涂布法和划线法从黄粉虫蛹体分离菌株,平板对峙法筛选对齐整小核菌具有较强拮抗能力的菌株,通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因测序分析确定其分类地位;以单因素试验对发酵条件进行优化,并初步测定拮抗菌的菌悬液、挥发性气体和发酵液对齐整小核菌菌丝的抑制效果。【结果】筛选出的拮抗菌株将其编号为N2,初步鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis);菌株N2最佳培养基配方(g/L)：胰蛋白胨10.0,酵母浸粉5.0,蔗糖20.0;最佳培养条件：初始pH 6.0,温度36℃,转速240 r/min,装液量30 mL,接菌量0.05%;其菌悬液、挥发性气体和发酵液均能有效抑制白绢病菌菌丝的生长;胞外酶测定结果显示该菌株可产生蛋白酶和纤维素酶,不产嗜铁素。【结论】菌株N2对附子白绢病具有较好的抑制效果,在生物防治中具有较好的应用潜力和较高的研究价值。