针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性.结果发现,MnOx-GAC/O3/H2O2工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6％,较O3工艺提高了 39.8％;向O3和O3/H2O2体系加入MnOx-GAC不利于去除卤代有机物,而向O3和MnOx-GAC/O3体系加入H2O2能增强对卤代有机物去除效果.通过对物质定性分析,发现MnOx-GAC/O3和MnOx-GAC/O3/H2O2工艺对O3体系难以去除的类蛋白物质和小分子代谢产物具有更好的去除效果.尤其以MnOx-GAC/O3/H2O2工艺去除效果最佳,能够去除大部分卤代芳香族化合物,同时有效减少卤代副产物的生成.对自由基进行定量分析,发现添加MnOx-GAC或H2O2均可以增加体系中·OH含量,进而增强氧化能力.此外,添加MnOx-GAC可以提高O-·自由基含量,但添加H2O2会降低O2.自由基含量.出水生物毒性分析结果显示只有O3/H2O2和MnOx-GAC/O3/H2O2工艺出水对蛋白核小球藻和青海弧菌Q67生物毒性有所降低.因此,综合考虑污染物去除效果和出水生物毒性变化,MnOx-GAC/O3/H2O2工艺处理染料废水效能最高,并且能够有效降低出水生物毒性,为难降解染料废水的减毒处理提供了解决方案.
污水处理厂是向水环境中传播抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的热点.与城镇污水相比,工业园区废水成分复杂、污染物浓度高,更有利于ARGs的增殖和扩散.为探究不同类型废水环境的ARGs组成特征和潜在的传播风险,采用宏基因组学技术分别对城镇生活污水处理系统(W1-SD)、工业园区废水处理系统(W1-SI)和2个城镇综合污水处理系统(W2-LH1和W2-LH2)进行取样调查.结果显示,多重耐药类、磺胺类、氨基糖苷类和杆菌肽类抗性基因是废水环境中的主要耐药类型,Ⅰ型整合子、转座酶基因等可移动遗传元件(MGEs)对sul1、aadA和ereA等基因亚型的增殖扩散发挥了关键作用,通过序列分型发现质粒型ARGs的相对丰度更高,尤其是在进水样品中,氨基糖苷类和磺胺类等抗性基因是主要的质粒型ARGs;污水处理过程削减了 ARGs多样性,且经过二次沉淀工艺,ARGs丰度均明显降低,但在W1-SI和W2-LH2中,后续的深度处理工艺又使ARGs丰度升高;与城镇污水处理系统相比,W1-SI的ARGs组成更为稳定,最终排水中富集了较高丰度的质粒型ARGs,同时识别到了高频率的潜在水平基因转移事件和2条携带多种抗性基因的重叠群序列(contigs),表明工业园区废水排放具有更高的ARGs传播风险.本研究丰富了不同类型废水环境耐药基因组的已有认知,为有效管控废水排放特别是工业园区废水排放的健康风险提供了科学依据.
在疫情暴发期间,大量使用的消毒剂和抗疫药物对水生态环境带来未知的潜在风险.本研究以长江流域为研究对象,选取4个江段(攀枝花、三峡、九江和南京江段),在3个季节(疫情暴发前、中、后期)采集表层水样,利用生物毒性测试对长江流域多个地区进行发光菌急性毒性研究.空间分布上,从长江流域上游到下游,水中有机污染物急性毒性呈现逐渐升高的趋势,其中南京江段水中有机物急性毒性相对较高.时间分布上,丰水期(疫情暴发期间)有机污染物急性毒性高于枯水期和平水期,可能源于疫情期间大量使用的消毒剂等带来的生态毒性效应.发光细菌急性毒性检测体系简单快速,能够全面客观地评价水质,可以弥补化学分析只能检测有限目标化合物的不足.
人类大规模的工业活动是环境污染物的重要来源之一,工业场地及其周边环境污染问题较其他环境更为典型和突出.为探究宁夏某典型工业园区土壤中多环芳烃(PAHs)的污染状况、组成、来源及毒理学风险,本研究采集了冶金、化学农药制造和化学制品制造等不同行业的企业及其厂区周边的108个表层土壤样本.采用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析了 16种PAHs的浓度,用正定矩阵因子分解法(PMF)进行来源解析,使用毒性当量浓度(TEQ)、诱变当量浓度(MEQ)和终生致癌风险(ILCR)3个指标进行了毒理学风险评估,并进一步评估特定来源的致癌和致突变风险贡献,以促进在风险基础上的排放源管理和控制.结果表明,该工业园区表层土壤中PAHs的平均浓度为(2 029.1±5 585.9)μg·kg-1,在全国和宁夏区内均处于较高污染水平.园区内土壤PAHs主要来源为交通源(53.9％)、重油燃烧源(27.0％)、煤和生物质燃烧源(14.9％)和钢铁工业来源(4.2％),主要污染行业为活性炭制造、石灰氮制造和冶金工业.PAHs对成人的ILCR为4.5×10-6,潜在致癌风险主要来源于经口摄入和皮肤接触.交通源贡献了最大的致癌(45.4％)和致突变风险(43.4％).
蜜蜂是重要的环境污染指示生物.作为氟虫腈的替代药剂,乙虫腈对蜜蜂仍有高风险.本文首次基于DNA和RNA甲基化角度评估了亚致死剂量(10-5、10-4、10-3和10-2 mg·L-1)乙虫腈重复暴露对意大利蜜蜂工蜂幼虫生长发育的影响.结果显示,乙虫腈持续暴露引起了 DNA 5mC甲基化水平显著下降和DNA甲基化酶基因Dnmt3显著下调;与DNA相比,RNA(总RNA和mRNA)甲基化所受影响更为显著,各暴露浓度下,总RNA m5C、m3C甲基化和mRNA m6A、m3C甲基化水平均显著提高,RNA m6A去甲基化酶基因ALKBH1均显著下调(P＜0.01),m5C甲基化酶基因NSUN4的表达均显著上调(P＜0.01).综上,甲基化酶基因Dnmt3、ALKBH1和NSUN4可作为乙虫腈暴露风险评估的潜在标志物.本研究为杀虫剂的风险预警及评估提供了新的科学视角和技术手段.
人们通常认为抗生素的选择压力是造成抗生素抗性基因快速扩散的原因,但是越来越多的研究表明环境中非抗生素类新污染物也能够造成抗生素抗性基因快速扩散.本文对非抗生素类新污染物影响质粒携带抗性基因水平转移规律和机制研究进展进行了归纳总结.目前的研究大多集中在内分泌干扰物、药品及个人护理产品以及纳米材料影响R质粒携带抗生素抗性基因水平转移,相关机制主要关注非抗生素类新污染物对活性氧、应激反应以及细胞膜通透性的影响.持久性有机污染物影响质粒携带抗性基因水平转移规律以及非抗生素类新污染物对其他质粒携带的抗生素抗性基因水平转移规律和其他类型的机制可以作为未来的研究方向.
水鸟通常栖息在湿地,属于食物链中的高级消费者,重金属很容易在水鸟体内积累.为了解鄂尔多斯国家级自然保护区水鸟体内的重金属累积、分布特征及其潜在来源,评估潜在毒性,对鄂尔多斯保护区水鸟体内不同组织(肌肉、肝脏和肾脏)中的重金属锌(Zn)、铜(Cu)、铅(Pb)、镉(Cd)和锰(Mn)含量进行分析.采用多元分析方法解析重金属潜在来源,使用毒性阈值评估重金属的潜在毒性.结果表明:(1)各重金属平均含量为Zn(79.73 mg·kg-1)(以干质量计,下同)＞Cu(35.80 mg·kg-1)＞Mn(5.64 mg·kg-1)＞Cd(2.5 mg·kg-1)＞Pb(0.75 mg·kg-1),其主要累积器官是肝脏和肾脏;水鸟中Zn、Cu和Mn含量存在显著的种间差异(P＜0.05);不同重金属在水鸟组织中的分布特征存在较大差异;(2)究其来源,水鸟体内的Zn、Cu和Mn可能与工业生产和农业活动的输入有关;Cd和Pb可能与农业活动(包括耕植施肥、畜牧养殖)的输入有关;(3)Cd是本研究中浓度超过毒性阈值的单一元素,对该保护区水鸟存在潜在毒性.因此,为降低该保护区中重金属带来的潜在健康危害,应加强对Cd的防控治理.
聚苯乙烯纳米塑料(polystyrene nanoplastics,PSNPs)和溴酸盐(BrO3)广泛存在于水环境中,会对水生生物产生不利影响.为了探究PSNPs和溴酸钠(NaBrO3)共存条件下对轮虫的联合毒性效应,以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,探究了 PSNPs(0.001、0.1 mg·L-1)、NaBrO3(0.001、0.1 mg·L-1)以及它们的联合作用对轮虫生命表参数、种群增长、个体及卵大小的影响.PSNPs和NaBrO3单一及联合暴露显著影响萼花臂尾轮虫的生命表参数,其中,内禀增长率是最为灵敏的参数.0.1 mg·L-1 PSNPs 和 0.001、0.1 mg·L-1 NaBrO3 联合暴露使轮虫个体显著减小,0.001 mg·L-1 PSNPs 和 0.001、0.1 mg·L-1 NaBrO3联合暴露使轮虫的卵体积显著增大.PSNPs和NaBrO3联合作用对轮虫种群增长的抑制产生协同效应,0.001、0.1 mg· L-1 PSNPs与0.001 mg·L-1 NaBrO,联合作用对轮虫个体的抑制表现出拮抗作用,0.001、0.1 mg·L-1 NaBrO,能够降低0.1 mg· L-1 PSNPs对轮虫净生殖率的抑制作用.结果表明,PSNPs和NaBrO3联合作用对轮虫产生了复杂的毒性效应,且联合毒性效应与PSNPs、NaBrO,的浓度配比有关.
从光合相关参数、显/超微结构和基因表达等方面探索了 AgNO3对红车轴草光合作用的影响.光合色素含量、光系统Ⅱ最大量子效率(Fv/Fm)、核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性和根长等指标在高浓度AgNO3(588 μmol·L-1)作用下分别降低了 22.36％(叶绿素a)、18.6％(叶绿素b)、89.53％(Fv/Fm)、80.13％(核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性)和62.47％(根长).然而在29 μmol·L-1 AgNO3暴露下,相比于对照组,叶绿素a含量、叶绿素6含量、Fv/F、核酮糖-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性和根长分别增加了 32.68％、38.37％、30.63％、79.11％和159.53％(低促高抑,即毒物兴奋效应).另外,AgNO3明显破坏了红车轴草的细胞结构,呈现为叶绿体的解体与细胞内容物的聚集.转录组分析鉴别到了光合相关基因的差异表达(例如SIGF、HD16和PSBQ),表明红车轴草积极调控基因表达以应对光合抑制.蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)分析表明PETC、PSBO1与PSBO2为核心光合抗逆基因,STRING分析显示,AgNO3显著影响了乙醇酸通路、光呼吸和CO,固定等生物过程.本研究系统探索了 AgNO3暴露对红车轴草光合作用的影响机制,可以加深AgNO3对植物毒性作用的理解.
目前关于农田污染土壤直接接触人体的健康风险没有明确的评估规范,部分研究主要采用并不完全适用的建设用地相关参数对农田人群进行健康风险评估,更贴近农田暴露场景相关评估参数的选择仍需进一步探讨.本研究在江西省东北部采集了重(类)金属污染较重表层农田土壤样品,分析了土壤中6种重金属镉、砷、镍、锌、铊和铜的含量,利用我国生态环境部推荐的健康风险评价模型,以农民为暴露对象对该农田土壤进行人体健康风险评价,重点探讨了每日经口摄入土壤量(oral soil ingestion rate,OSIR)、空气中可吸入颗粒物浓度(air inhalable particulate matter concentration,PM10)、每日呼吸空气量(daily air inhalation rate,DAIR)3个参数对评价结果的影响.对比建设用地风险评估推荐参数,更贴近农田暴露场景的上述3个评估参数主要通过增大经口暴露与经呼吸暴露途径的暴露量,显著提升风险水平,其中OSIR和PM10的敏感性比例为100％.单因子砷、镍、镉致癌风险水平超过1.0×10-6的点位占比分别达100％、50％与90％;单因子镉、砷、镍、锌、铊和铜危害商水平超过1的点位占比分别为0％、85％、20％、0％、0％、0％.这些结果表明研究区域农田土壤重(类)金属污染的潜在致癌风险不容忽视,为全面评估农田土壤污染人体健康风险提供参考.
桃-阿海子是遗鸥(Larus relictus)重要繁殖地,一度趋于干涸,为保护该重要湿地及其中繁殖和迁徙的珍稀鸟类,当地政府启动引黄工程进行补水,所补水为矿井水,矿井水中通常含有大量重金属,重金属又会对水体微生物产生影响,微生物是湖泊生态系统的重要驱动者,且对于生存其中的鸟类具有重要影响.所以为评估所补矿井水对当地生态系统及珍稀候鸟的影响,本研究通过16S rRNA高通量测序的方法分析了鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区桃-阿海子引黄工程注水口 1(ZSK1)、注水口 2(ZSK2)、湖边(HB)和湖心岛(HXD)4个区域的水样样本中浮游细菌的多样性,并对其与水体重金属元素含量进行关联性分析.结果显示ZSK1和ZSK2水样样本中微生物不存在显著差异,HB和HXD水样样本中微生物多样性不存在显著差异,而ZSK与HB和HXD样本中微生物多样性存在显著差异.微生物群落组成分析发现这几个区域的主要细菌门是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)和放线菌门(Actinobacteria),在属水平存在着大量的未知微生物.该区域不同采样点水样中重金属元素含量存在差异,并驱动了微生物群落的构建过程,显著影响4个采样点微生物群落结构的环境变量依次为Pb、Cr和Ni.在HB和HXD样本中耐受重金属的细菌丰度高一些,而在ZSK样本中其丰度较低.该结果对于评估和预测重金属污染等人为活动对微生物群落的影响具有重要意义,并将为鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区桃-阿海子生态环境管理和污染防治提供重要参考,同时为珍稀野生动物保护提供依据.
为解决植物修复重金属污染时遇到的耐性受损和低生长量等问题,研究了外源亚精胺(spermidine,Spd)对黑麦草镉(cad-mium,Cd)胁迫的缓解效应.采用水培试验,在0、5和10 mg·L-1 Cd处理的基础上,添加0.1 mmol·L-1 Spd,定量考察分析了Spd对黑麦草生长发育、抗氧化能力和Cd积累特征的影响.结果显示,Cd处理显著抑制了黑麦草的生长和生理耐性.Cd浓度为10 mg·L-1时,添加Spd使黑麦草生物量与耐性指数(tolerance index,TI)分别显著提高了 20.90％和20.89％,叶绿素(a、b和a+b)含量显著提高了 24.05％～46.11％.Spd还可抑制叶片内氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)和过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)的积累,使其含量分别降低16.73％和16.45％;对抗氧化系统指标的影响则不一致,其中过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性与抗坏血酸(ascorbic acid,ASA)含量分别显著上升了 44.72％、100.12％和33.84％,过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量无显著变化.而当Cd浓度为5 mg·L-1时,添加Spd仅使叶绿素(a+b)、H2O2、ASA和GSH含量变化显著.此外,Spd也显著影响了黑麦草对Cd的转运和地上部积累,与5 mg·L-1和10 mg·L-1 Cd单独处理相比,添加Spd使转运系数分别显著提高了 7.07％和10.71％,使地上部Cd积累分别显著提高了 8.98％和14.59％.本研究表明,添加外源亚精胺可通过调控上述指标改善Cd胁迫下植物的生长状况,增强生理耐性,同时还对其提取环境中的Cd有一定的促进作用.
为探讨油田再生水对不同植物种子萌发的影响及评估其毒性,本研究采用种子萌发试验,以黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca elata)、苏丹草(Sorghum sudanense)、旱麦草(Eremopyruun triticeum)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和沙蓬(Agriophyllum squarrosum)为研究对象,研究油田再生水占溶液总体积比例为0％、10％、20％、30％、50％、100％浓度时对不同植物种子萌发的影响.结果表明:黑麦草、高羊茅、苏丹草、旱麦草和盐地碱蓬种子发芽率、发芽势、发芽指数、芽长和根长等指标随油田再生水浓度增加呈先上升后下降趋势,10％再生水浓度处理对黑麦草、高羊茅和苏丹草种子萌发和幼苗生长有显著促进作用(P＜0.05),20％再生水浓度处理对旱麦草和盐地碱蓬种子萌发和幼苗生长有显著促进效果,50％以上油田再生水处理对6种植物种子萌发和生长均有显著抑制作用.通过植物种子根长建立剂量-效应曲得出,油田再生水对黑麦草、高羊茅、苏丹草、旱麦草和盐地碱蓬种子根生长的无观察效应浓度(NOEC)均为10％,半最大效应浓度(EC50)依次为32.87％、33.69％、30.56％、32.34％、3823％.利用模糊数学隶属函数法评价得出,盐地碱蓬的萌发和幼苗生长受油田再生水的影响最小,对其更具有耐受性.研究结果可为国家建立再生水资源利用相关环境标准提供参考依据.
随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要.本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g-1)的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO2)、纳米二氧化钛(nTiO2)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响.研究结果显示,3种纳米材料处理后,水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加(P＜0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g-1 nTiO2和0.50 mg·g-1 nZ-nO处理时显著降低;2.00 mg·g-1 nSiO2处理及1.00 mg·g-1和2.00 mg·g-1 nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO2处理则对其没有显著性影响.高通量测序结果表明,与不加纳米材料的对照(CK)处理比,3种纳米材料处理的根际土壤优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacte-roidetes),根际促生及反硝化细菌如芽孢杆菌属(Bacillus)、黄色土源菌(Flavisolibacter)、Kaistobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)和Candidatus_Solibacter菌属的丰度均有显著提升.Pearson相关分析表明,Catellatospora等属的相对丰度与水稻的抗氧化酶活性和生物量呈显著正相关,而Candidatus_Koribacter等属的相对丰度与其呈显著负相关.同时,nSiO2和nZnO处理浓度分别为1.00 mg·g-1和2.00 mg·g-1的水稻根际土壤细菌多样性均降低,群落结构变化明显,而nTiO2处理对其影响不显著;nSiO2和nTiO2处理均诱导水稻根际细菌中编码氨基酸代谢等基因丰度显著升高,nZnO处理则降低与细胞运动等相关功能基因丰度.综上所述,3种尺度相同的纳米材料可直接对水稻幼苗产生生理毒性,但因nZnO和nTiO2的水力直径分别为最小和最大而相应表现出最强和最弱的毒性效应.此外,3种纳米材料尤其是nSiO2和nZnO还可通过改变根际土壤细菌基因功能,降低水稻根际土壤细菌多样性并改变群落组成及结构,间接造成水稻幼苗氧化应激和渗透胁迫,进而不同程度地影响幼苗生长和发育,其中nZnO的抑制效果最显著.3种纳米材料对水稻幼苗生理和根际细菌群落表现出的毒性大小顺序:nZnO＞nSiO2＞nTiO2.本研究结果为纳米材料对水稻及根际土壤微生物的潜在危害及农田生态系统的环境保护与资源利用提供了科学依据.
以绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)胚胎及初孵仔鱼为实验对象,采用静水试验方法,研究Cu2+、Cd2+对绿鳍马面鲀胚胎及初孵仔鱼的毒性效应.结果表明,随着重金属溶液浓度升高,绿鳍马面鲀胚胎畸形率呈上升趋势,孵化率呈下降趋势,初孵仔鱼呈现V、S、L、U等各种畸形状态;囊胚期至神经胚、器官分化至出膜2个阶段发育时长均随Cu2+浓度的增加呈先缩短后延长趋势,2个阶段发育时长均随Cd2+浓度的增加呈延长趋势;不同Cu2+、Cd2+浓度组在2个发育阶段死亡率均随浓度增加而升高,同一浓度下,器官分化至出膜阶段胚胎死亡率低于囊胚期至神经胚阶段;初孵仔鱼存活率与重金属溶液浓度和培育时间呈反比,畸形率与溶液浓度呈正比.Cu2+、Cd2+对初孵仔鱼72 h-LC50值分别为0.063 mg·L-1和3.589 mg·L-1,其对应的 95％置信区间分别为 0.052～0.072 mg·L-1 和 3.184～3.944 mg·L-1.安全浓度分别为 0.006 mg·L-1 和 0.359 mg·L-1.本实验表明,Cu2+对绿鳍马面鲀胚胎发育及初孵仔鱼的毒性大于Cd2+.
扑热息痛(paracetamol)是一种常见的解热镇痛药,通常用于治疗感冒、发烧和关节痛等.由于其广泛应用,扑热息痛在环境中普遍存在,在地表水和地下水中的检出浓度范围为npL-1至μg·L-1.常规水处理工艺无法完全去除扑热息痛,且其在自然环境中很难被降解,因此扑热息痛对人体健康和水生态安全的潜在威胁引发了人们的担忧.本研究结合斑马鱼胚胎毒性测试与运动行为效应影响综合评估扑热息痛的生态毒性.研究结果发现,环境相关低浓度水平(5～100 μg·L-1)的扑热息痛暴露对斑马鱼没有明显的急性毒性(致死、孵化等)和胚胎发育异常的亚致死效应,随着暴露浓度的增加(＞200 μg·L-1),斑马鱼的致死率略有上升.此外,斑马鱼运动行为指标对扑热息痛暴露表现出了良好的灵敏性.在实验设置的最低浓度(5 μg·L-1)暴露组即出现斑马鱼幼鱼游泳距离显著减小,顺逆时针转向规律改变的现象.此外,相比较空白对照组,各扑热息痛暴露组(5μg·L-1～5 mg·L-1)斑马鱼均出现不同程度的运动抑制和转向改变,且斑马鱼运动抑制的程度随扑热息痛暴露时间的增加而增强.研究结果预示,与行为学效应相关的神经毒性指标可能对扑热息痛更加敏感,未来的研究应该强化行为学相关的指标,并探究神经毒性的内在机制,以更加全面地评价扑热息痛的生态风险.
细交链孢菌酮酸(TeA)作为一种新兴真菌毒素,污染广泛,对人和动物可能存在多方面毒性作用,但毒理学数据十分有限,暂未被立法监管.此外,TeA常与赭曲霉毒素A(OTA)、伏马菌素B1(FB1)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、白僵菌素(BEA)等真菌毒素共存于粮食谷物、果蔬坚果中,但其联合毒性效应也未见报道.本研究基于秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C.elegans)模型,初步研究了TeA单独暴露对线虫体长、产卵量、头部摆动及身体弯曲频率、脂肪沉积量、摄食量、ATP水平、活性氧(ROS)水平和过氧化氢酶(CAT)活性的影响,以及TeA分别与OTA、FB1、ZEN、BEA联合对线虫的毒性效应.研究表明,当TeA浓度为6.25～25 mg·L-1时,对秀丽隐杆线虫的生长发育、生殖能力、神经系统、代谢能力存在明显的毒性损伤并可导致机体产生氧化应激,且呈剂量-反应关系.随后,采用Chou-Talalay模型对联合毒性进行评价发现,TeA分别与OTA、FB1、ZEN、BEA联合暴露对线虫生长发育和生殖能力的影响随毒素浓度和暴露时间的变化呈现不同的相互作用效应.其中TeA+OTA、TeA+FB1对体长(24 h)以及TeA+ZEN对产卵量的毒作用随暴露浓度的增加一直呈协同作用,而TeA+OTA对产卵量的毒作用随暴露浓度的增加,由一般拮抗变为协同作用.基于此,本研究结果不仅在一定程度上丰富了 TeA的毒理学数据,还为进一步开展TeA风险评估和相关食品安全标准的制定提供科学依据.
DRAK2激酶在多种细胞死亡信号通路中发挥着关键的作用,为研究橙酮类DRAK2抑制剂的抑制活性与其分子结构之间的定量构效关系,根据橙酮类DRAK2抑制剂分子中原子的连接特性,提出了一种新的结构指数——基团定位指数(D),并分别计算了59个橙酮类DRAK2抑制剂分子的电性距离矢量值,筛选了电性距离矢量中的M2、M3、M9、M14、M15、M21和M33作为理论结构的描述符,将这几个结构指数与基团定位指数(D)结合,与橙酮类DRAK2抑制剂的抑制活性进行回归分析,将8种参数作为神经网络方法的输入节点层的输入参数,采用8-4-1的神经网络的网络结构,构建了一种相关性较好的预测橙酮类DRAK2抑制剂抑制活性的神经网络法模型,预测模型的方程总相关系数(r总)达到0.9931,计算得到的抑制活性预测值与实验值(pIC50)之间的相对平均误差只有1.12％;对模型进行稳定性和离域性检验,效果良好;与别的模型相比,本模型具有多方面的优越性.结果表明,橙酮类DRAK2抑制剂分子的抑制活性与基团定位指数、电性距离矢量等结构指数具有良好的非线性关系.
抗生素对细菌通常表现出"低促高抑"的Hormesis效应,这显著影响了抗生素的生态风险评估.目前关于抗生素诱导细菌Hormesis效应的研究多集中于单一碳源条件,针对多种碳源共存条件的相关研究还十分有限.因此,为进一步探究外加碳源对抗生素诱导细菌Hormesis效应的影响,本文以大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)为受试生物,在外加不同浓度葡萄糖的Mueller-Hinton培养基中测定了盐酸四环素(tetracycline hydrochloride,TCH)和 2(5H)-呋喃酮(2(5H)-furanone,2F)2种抗生素单一及联合暴露对E.coli生长的毒性效应,并分析了外加葡萄糖与抗生素对E.coli生长的交互效应.结果表明,TCH和2F单一及联合暴露均能诱导E.coli产生Hormesis效应,随着外加葡萄糖浓度的升高,TCH、2F和TCH+2F在低浓度下对E.coli生长的促进作用逐渐增强,最大促进率分别由47.66％、9.08％、5.63％增加到158.65％、40.20％、21.30％;在高浓度下对E.coli生长的抑制作用逐渐减弱,EC50值分别从3.17E-05、1.62E-02、3.71E-03 mol·L-1增加到9.24E-05、4.10E-02、1.01E-02 mol·L-1;外加葡萄糖与抗生素对抑制E.coli生长的交互效应总体上呈拮抗作用,且随着外加葡萄糖浓度升高拮抗作用也随之增强,可以看出外加碳源能够降低抗生素的细菌毒性.本研究可为从外界营养条件角度更加全面评估抗生素的Hormesis效应及生态风险提供参考和数据支持.
微塑料污染已成为全球性的环境问题.研究证实,水环境中的微塑料可被水生生物摄取,并在不同生物学水平上产生一系列的毒性效应.同时,对于野生生物而言,保持正常的组织修复与再生能力对于个体和种群均极为重要.然而,之前的研究已表明微塑料暴露可抑制斑马鱼幼鱼的尾鳍再生.但是,再生的不同阶段对于微塑料毒性响应是否存在差异则未见报道.本研究以聚苯乙烯微球为微塑料的代表,先通过比较斑马鱼幼鱼在尾鳍再生不同阶段(即断尾前、再生前期和再生后期)暴露于微塑料(3 mg·L-1)后的尾鳍面积以及游泳行为的变化,从尾鳍结构和功能上确定再生不同阶段对微塑料毒性效应的响应差异;进一步地,通过研究免疫系统和再生信号通路关键基因的转录水平变化,初步揭示其中的相关机制.研究发现,微塑料暴露能够导致再生尾鳍面积减少.相较于断尾前或再生后期暴露,再生前期暴露的抑制程度更为显著.对幼鱼游泳行为的影响而言,不同阶段间也有类似的趋势.同时,3个阶段的暴露似乎能下调免疫系统相关基因的转录水平,且再生期2个阶段暴露的影响相较于断尾前暴露更为显著.而对于再生信号通路相关基因而言,其转录水平变化虽然较为复杂,但也呈现再生阶段暴露的影响更为显著的趋势.总之,本研究表明再生阶段暴露可能是微塑料抑制尾鳍再生的重要窗口期,微塑料颗粒和伤口微界面的相互作用在其影响尾鳍再生时具有重要的意义.
