基于亲水性污泥陶粒开展城市黑臭水体生态修复的应用示范

重建水生植物尤其是沉水植物群落结构,被广泛认为是水体修复治理的有效途径.目前城市河、湖、渠的黑臭水体治理主要采用截污、清淤等方式,生态功能恢复大多围绕生态浮岛开展浮水、挺水植物的种植,加之城市硬化沟渠等封闭的水系统由于硬化的底质无法种植沉水植物,造成了城市黑臭水体生态修复收效甚微.本文以江汉大学清源河作为城市硬化沟渠黑臭水体的典型代表,利用亲水性污泥陶粒作“新型土壤”种植苦草(Vallisneria natans(Lour.)H.Hara),构建“水下森林”生态系统,实现城市黑臭水体的生态原位修复.种植沉水植物后,沉水植物生物量从241.20 g显著增长至1566.13 g,清源河中水生微型生物的生物多样性显著提升,蓝藻(Cyanobacteria)相对丰度显著降低,总体水质从劣Ⅴ类提升至近Ⅲ类,且平稳运行两年未返黑臭.该应用示范体系中,亲水性污泥陶粒一方面为苦草提供固着基质,实现了无底泥硬化沟渠中沉水植物的种植和生长,另一方面可为水生微型生物提供栖息地.清源河示范治理工程应用亲水性污泥陶粒开展城市黑臭水体生态修复,不仅将城市生态系统中的污泥烧制成陶粒后回用到淡水生态系统的修复,同时实现污泥的无害化和资源化的循环利用,为城市黑臭水体的修复及生态重构和国家达成“碳中和”目标提供了新思路.

原始生殖细胞的发育调控及环境雌激素对其毒性效应的研究进展

随着环境雌激素(environmental estrogens,EEs)在人体样本尤其是孕早期人体样本中频繁被检出,对于EEs的生殖健康风险研究开始关注其对原始生殖细胞(primordial germ cells,PGCs)发生和迁移的影响。PGCs是生殖细胞的前体细胞,经过特化、迁移、分化后生成精子或卵子,作为高等生物体生命延续的载体,其遗传稳定性对人体生殖健康至关重要。本文以小鼠及斑马鱼为例总结了PGCs发育过程及其关键调控因子,讨论了雌激素在PGCs发育中的作用及其调控方式,在此基础上综述了EEs对PGCs的毒性效应及其分子机制的研究进展。了解EEs对PGCs的毒性效应及分子机制研究进展,将为EEs的人体生殖健康风险评估提供更为精准的科学依据。

稀有鮈鲫脑芳香化酶cDNA片段的克隆与表达分析

芳香化酶(P450arom)是雌激素合成过程中的关键酶,在性别分化中起重要作用。鱼类存在卵巢性和脑型两种芳香化酶,分别由Cyp19a和Cyp19b编码。稀有鮈鲫作为我国特有的实验动物,尚无其芳香化酶的有关资料,其性别分化机制亦不清楚。本研究采用RT-PCR的方法以简并引物扩增了稀有鮈鲫脑型芳香化酶基因Cyp19b的部分序列,其长度为1070bp,编码357个氨基酸残基,具有典型的芳香化酶结构域。RT-PCR分析发现该基因主要在稀有鮈鲫的脑中表达,在性腺、肠、肾中也有表达;其在雌、雄脑中的表达差异不显著。在胚胎发育阶段,Cyp19b的表达从囊胚期开始,至神经胚期达到较高水平,随后下降,孵化期又有所增强,孵化10d后维持在高水平。这些结果说明Cyp19b以脑中表达为主,可能在稀有鮈鲫神经系统发育和脑的性别分化中有重要作用。

中华卵索线虫β-actin基因的克隆与分析

利用RACE技术克隆中华卵索线虫Ovomermis sinensisβ-actin基因,RT-PCR方法检测该基因在中华卵索线虫不同发育时期的表达情况。结果首次获得了中华卵索线虫β-actin基因全长cDNA序列。该基因cDNA全长1636bp,其中ORF长1131bp,编码376个氨基酸;5′UTR长137bp;3′UTR长367bp。由该cDNA推导的蛋白质序列与秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans、人类等物种的β-actin蛋白序列相似性均在95%以上。系统进化树显示其系统发育关系与传统的分类关系基本一致。β-actin基因在不同发育时期的线虫中持续恒量表达。由此推断中华卵索线虫β-actin基因具有高度保守性,可以作为生物物种进化的分子标志,且能较好反映物种间的系统发生关系,是量化实验的理想内标参照。

DNA和蛋白质甲基化酶与发育

甲基化在DNA分子和蛋白质中普遍存在,是细胞中一种普遍而重要的修饰方式,分别由DNA甲基化酶和蛋白质甲基化酶完成。DNA甲基化酶不仅在维持DNA甲基化和基因组稳定性等方面起着重要的作用,还在哺乳动物的早期胚胎发育过程中扮演着重要的角色。蛋白质甲基化酶目前了解比较多的是蛋白质精氨酸转移酶和赖氨酸转移酶,它们都参与组蛋白甲基化,在基因转录过程中起着重要的调节作用。蛋白质精氨酸转移酶还在RNA加工、信号传导、蛋白质定位以及生殖细胞发生过程中起着重要的作用。

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的环境传播研究进展

自2019年12月暴发新型冠状病毒肺炎(COVID-19)以来,疫情已在全球200多个国家造成数百万人死亡,对世界经济产生了极大冲击。针对引起此次疫情的新型冠状病毒(SARS-CoV-2),世界各国积极开展了科学研究和预防控制措施,取得了许多重要的进展,为疫情防控做出了重要贡献。然而,作为疫情防控成效最显著的国家,在2020年6月份以后,我国多地出现了由“物传人”进而引发“人传人”的小范围疫情,表明SARS-CoV-2传播的复杂性;此外,国外疫情形势严峻,多国出现SARS-CoV-2变异毒株感染病例,使得疫情防控难度进一步加大。本文针对SARS-CoV-2的最新研究进行简要综述,包括病毒来源与感染机制,诊断和治疗方法,传播特征及环境影响等,重点对SARS-CoV-2传播的环境影响因素进行了梳理,以期提升对SARS-CoV-2环境传播的认识。

地表环境汞污染的生物修复技术及展望

汞(Hg)及其化合物是一类重要的全球污染物,环境中高浓度的汞会对生态系统和人类健康造成严重危害。《关于汞的水俣公约》正式生效后,汞生产量、使用量和排放量将得到有效控制。然而历史排放汞导致的污染问题依然会对自然环境造成长期的生态风险,因此在减排的同时也亟需开发、发展有效治理汞污染的方法。本文总结了汞污染生物修复的技术及应用原理,分析了基于生物修复原理运用合成生物学手段改造生物将其运用到汞污染修复的优势和潜力,最后探讨了汞污染合成生物学修复应重点关注的问题和前沿研究方向。

双酚A类似物的生殖毒性及人体生殖健康风险研究进展

随着双酚A(bisphenol A,BPA)的限用,BPA类似物的使用和环境释放增加并在多种人体样本中检出,已成为威胁人体健康的环境污染问题。本文就近年来针对BPA类似物生殖毒性、致毒分子机制和人体生殖健康风险的研究进展及存在的问题进行了综述和展望。不少理论计算、细胞及活体动物实验表明,部分BPA类似物具有同BPA相似甚至更强的生殖毒性,且流性病学调查结果同样提示BPA类似物暴露与生殖系统病变之间具有相关性。目前大部分动物实验所用浓度都远高于人体暴露于BPA类似物的真实浓度,但少量环境相关浓度BPA类似物的暴露结果仍然显示其生殖毒性效应,综合考虑BPA类似物在人体代谢产物的未知毒性,在未来的研究中应更加关注环境相关浓度BPA类似物及其代谢产物的人体健康风险。

武汉城市湖泊表层底泥汞分布、风险评价及影响因素

底泥作为汞重要的“汇”及二次“源”,在湖泊系统汞生物地球化学循环中起到了重要作用。本文以武汉主要城市湖泊为研究对象,探究了表层底泥中总汞(THg)和甲基汞(MeHg)的分布特征、潜在生态风险及主要影响因素。结果表明,武汉15个城市湖泊表层底泥THg平均浓度为152±170 ng/g(24~611 ng/g),与国内其它湖泊系统相比处于较高水平;MeHg浓度为52.0±46.8 pg/g(ND~161.0 pg/g),低于其它湖泊系统。空间分布上,底泥THg浓度呈现由武汉市中心向外逐渐递减的趋势,MeHg含量并未呈现类似THg的分布趋势。潜在生态风险评价(PERI)结果显示,所有采样点位中汞潜在生态风险极高和高风险等级占比均为5.7%,且主要分布在市中心附近,说明武汉市中心附近湖泊底泥汞污染程度较重,而市中心外围湖泊底泥汞生态风险较低。相关性分析结果显示,有机质可能是影响武汉城市湖泊底泥THg分布的重要因素之一,而MeHg主要受控于无机汞的原位甲基化过程。底泥THg浓度-湖泊距市中心距离间显著的负相关关系、THg浓度-湖泊所在区GDP/人均GDP间的显著正相关关系均表明人为活动对武汉城市湖泊汞分布影响明显。