植物重金属胁迫耐受机制

重金属是一类会对植物产生毒害作用的污染物,植物在长期进化过程中演变出耐受重金属胁迫的相关机制。以植物重金属耐受性为基础,对近几年来国内外植物响应重金属胁迫的耐受机制研究作一简要综述。主要概述了重金属对植物的胁迫影响及植物抗氧化系统,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质和不同类型基因家族等方面对植物耐受重金属胁迫机制的研究进展。以期为提高植物耐重金属胁迫能力及研究植物修复重金属污染土壤的应用奠定一定的基础。     

三亚市果蔬地重金属空间分布及其污染评价

通过野外调查采样,采用标准对比法和地累积指数法,评价了三亚市果蔬地表层土壤重金属的污染状况。结果表明:土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As5种重金属的积累不显著,其平均值均未超过国家环境质量二级标准(GB15618-1995);但Hg、Cd和Pb的平均值高于海南岛农用地的自然背景值,表明存在区域轻度污染;Cr、Hg、Pb和As4种重金属元素的变异系数均>1,表明土壤中Cr、Hg、Pb和As的分布极不均匀。同时,利用地理信息系统(GIS)Krging插值方法得到了5种重金属的空间分布图,显示出不同重金属元素的空间分异特征,为三亚市果蔬地的可持续开发利用提供指导。     

生物沥滤污泥土地利用适用性分析

研究了污泥生物沥滤对重金属(Cu、Pb和Zn)形态、营养物质和SO42-存在形式的影响,分析生物沥滤污泥土地利用的适用性。结果表明:生物沥滤后,污泥上清液中重金属通过固液分离而去除,污泥中Cu、Pb和Zn的去除率分别为84.1%、34.8%和80.0%,残存于污泥中的重金属含量大幅降低,且生物有效性低,提高了污泥土地利用的安全性。污泥经生物沥滤后氮、磷和钾的流失分别为38.2%、52.1%和42.8%,但仍能保持较好的肥效。采用X-射线衍射光谱分析发现,残留于污泥中的SO24-主要与Ca2 相结合,较为稳定,生物沥滤后的污泥施用于土地后对环境影响较小。     

土壤重金属向节肢动物的传递及影响

土壤中重金属可通过食物链传递至节肢动物,并在其体内累积。文章介绍影响重金属传递和积累的主要因子,及重金属对植食性、捕食性、寄生性、腐食性节肢动物种群及群落的影响情况。建议对影响传递与累积的机制开展深入研究,并重点从节肢动物群落生态学、行为学、生理学等角度开展更多工作。     

大豆GmDnaJ1蛋白对几种重金属胁迫的响应研究

通过对大豆铝胁迫下的转录组测序分析,发现一个差异表达的基因,其编码一个具有101个氨基酸残基的Dna J-like分子伴侣蛋白-Gm Dna J1(Glycine max Dna J1),等电点为8.97;序列分析表明该蛋白具有典型的高度保守的J domain功能域,是一种类型III的J蛋白;通过对其序列的同源性及进化关系分析,推测该蛋白可能响应重金属胁迫。为进一步探究Gm Dna J1是否能够对重金属胁迫产生应答反应,试验分别以0或100μmol·L-1Cu2+、Pb2+和Cd2+溶液胁迫处理的不同时间(0、12、24、48和72 h)大豆根尖RNA为材料,通过实时定量PCR研究了该蛋白基因的表达特征。结果表明:与对照相比,Gm Dna J1受Cu、Pb和Cd等重金属的诱导而强烈表达,呈现先升高后降低的趋势,其中Pb、Cd处理24 h后表达水平达到峰值,而Cu处理48 h后达到峰值;此外,Gm Dna J1对Cu、Pb和Cd胁迫的响应程度也不同,表明该基因对这三种重金属的响应模式存在差异。根据以上研究结果,推测大豆Gm Dna J1蛋白不仅响应铝毒胁迫,而且可能在响应重金属胁迫方面具有重要的作用,参与了大豆对重金属毒害的抵抗。该结果为深入研究Gm Dna J1在重金属胁迫响应中的功能及其分子机制提供了一定的依据。     

空气重金属元素在悬铃木叶中的亚细胞分布及其区隔化效应

以南京市常见行道树二球悬铃木为试材,研究了交通繁忙区和相对清洁区道路两边悬铃木叶内6种重金属元素的亚细胞分布及其区隔化效应.结果显示:交通污染区悬铃木叶内各亚细胞组分中Cr、Cu、Ni、Pb和Zn 5种重金属元素的含量均明显高于对照区,交通空气污染是影响其含量增加的主要原因之一.相对清洁区和交通污染区5种重金属元素在悬铃木叶片、叶柄的细胞壁组分中含量最高,胞外隔离系数和污染指数均大于0.900,细胞壁是大气重金属元素重要的吸滞器官,并对重金属有明显的阻隔效应;胞内细胞器对Pb和Cu的隔离系数和污染指数最大,细胞器双层膜能在一定程度上抵御重金属元素进入细胞内.悬铃木叶片和叶柄亚细胞组分的污染指数表现为胞质组分＞细胞壁组分＞细胞器组分,即包括液泡液在内的胞质组分是囤积重金属元素的场所.研究表明,悬铃木叶片、叶柄各亚细胞组分对重金属均有不同程度的累积能力,叶内胞质组分的囤积作用以及细胞壁、质膜与细胞器双层膜的区隔化作用可能是悬铃木叶解除重金属元素毒害的重要原因.     

Cd—Pb复合胁迫对革叶耳蕨和黑足鳞毛蕨保护酶活性的影响

本试验研究了鳞毛蕨科两种植物革叶耳蕨（Polystichum neolobatum）和黑足鳞毛蕨（Dryopteris fuscipes）在不同浓度Cd-Pb复合胁迫下保护酶活性的变化。结果表明,革叶耳蕨POD、SOD、CAT活性与处理浓度呈正相关趋势,即随着处理浓度升高,酶活性明显升高;黑足鳞毛蕨POD、SOD及CAT活性表现出在高浓度（600＋1200 mg/kg）处理下受抑制,而在低、中浓度（200＋400 mg/kg、400＋800 mg/kg）处理下表现为促进作用。     

重金属污染土壤稳定/固化修复技术研究进展

修复重金属污染土壤一直是国际上的难点和热点研究课题.目前常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化(solidification/stabilization,S/S)、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等.本文在参考美国环境保护署(EPA)、英国环境署的S/S技术规范、国内外发明专利基础上,对S/S的概念、国内外发展现状及今后的发展方向进行了系统论述.固定化技术通过把污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低渗透性的材料,来减少污染物暴露的淋滤面积以达到限制污染物迁移的目的.稳定化技术是从改变污染物的有效性出发,将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式.S/S技术包括:水泥固化、石灰火山灰固化、塑性材料包容固化、玻璃化技术、药剂稳定化.在稳定化技术中,加入药剂的目的是改变土壤的物理、化学性质,通过pH控制技术、氧化还原电势技术、沉淀技术、吸附技术、离子交换技术等改变重金属在土壤中的存在状态,从而降低其生物有效性和迁移性.本文还论述了S/S修复效果评价方法,并指出需加强S/S技术中的分子键合技术、土聚合物以及我国的S/S技术导则制定等工作.     

重金属锌单克隆抗体的制备及鉴定

通过双功能螯合剂S-20-(4-异硫氰苄基)-二乙烯三胺五乙酸(p-SCN-Bn-DTPA)将锌离子(Zn2+)分别与载体蛋白匙孔血蓝蛋白(keyhole limpet hemocyanin,KLH)和牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)偶联.通过二喹啉甲酸(bicinchoninic acid,BCA)法测抗原蛋白浓度,对抗原、KLH和BSA分别进行紫外分光光度计扫描,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)进行定性鉴定,利用石墨炉原子吸收分光光度法检测抗原中Zn2+含量等,成功获得了免疫抗原Zn-DTPA-KLH和检测抗原Zn-DTPA-BSA、DTPA-BSA.用Zn-DTPA-KLH免疫BALB/c小鼠,通过细胞融合,极限稀释法亚克隆,间接酶联免疫吸附法(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)筛选,获得了1株稳定分泌抗重金属锌抗体的杂交瘤细胞株(Z1A5).Z1A5染色体数目在100以上,所分泌的抗体为IgM亚类,轻链为kappa型,腹水型抗体效价高达1∶51 200.本研究为锌离子残留免疫学检测方法的建立提供了物质及技术基础,对提高风险评估工作的效率和质量,保障食品安全有重要现实意义.     

铅中毒的暴露生物标志物

铅是严重威胁人类健康的一种环境污染物,尤其对儿童神经系统的发育以及学习记忆等产生不良的影响.因此,铅毒性的早期预防、早期诊断以及早期治疗尤为重要.生物标志物是公共卫生领域尤其是环境医学领域的一个研究热点,选择合适的生物标志物对于开展铅毒性的生物监测,实现铅生物效应的早期预警、早期干预等都具有重要的作用.本文就现有的主要铅暴露生物标志物的现状作一归纳.