葡萄果皮提取物对砷致小鼠小肠毒性的缓解作用

目的:探究砷摄入对小肠的毒性及葡萄果皮提取物(grape skin extract,GSE)的干预效应。方法:模拟人类饮水砷暴露,小鼠饮用浓度10 mg/L的砷溶液56 d,建立小鼠砷中毒模型,并用不同浓度GSE隔天灌胃干预(150 mg/kg bw和300 mg/kg bw);取小鼠小肠组织,显微镜观察组织形态结构;试剂盒法检测还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和H_(2)O_(2)含量,及总超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase,T-SOD)活性;qRT-PCR检测紧密连接基因和炎症通路IL-6/JAK2/STAT-3基因表达水平。结果:砷染毒后,小鼠小肠绒毛变短、排列紊乱,黏膜固有层及黏膜下层大量炎细胞浸润;小肠组织的GSH含量和TSOD活性分别降低17.1%和25.2%,MDA和H_(2)O_(2)含量分别增加68.8%和54.3%(P<0.05);细胞紧密连接基因ZO-1、ZO-2、occludin、claudin-1和claudin-7显著下调表达(P<0.05);炎症通路IL-6/JAK2/STAT-3基因转录水平显著增高(P<0.05)。GSE高浓度干预组(300 mg/kg bw),小肠黏膜损伤减轻,肠绒毛趋于正常,炎症浸润减轻;与砷染毒组比较,GSH含量增加17.9%、T-SOD活性升高14.3%、MDA和H_(2)O_(2)含量分别减少33.8%和25.4%(P<0.05);紧密连接基因显著上调表达(P<0.05);炎症通路IL-6/JAK2/STAT-3基因转录显著降低(P<0.05)。GSE低浓度干预(150 mg/kg bw)对砷毒性有一定的缓解作用,但差异不显著,无统计学意义(P>0.05)。结论:GSE通过抑制砷暴露诱导的小肠组织氧化应激、炎症反应及功能基因转录下调,缓解砷的小肠毒性,对机体具有保护作用。

谷田土壤中细菌群落对铬胁迫的响应特征

为探究谷田土壤中细菌群落对铬(Cr)胁迫的响应特征,以种植‘晋谷21号’谷子(Setaria italica)的土壤为试验材料,通过Illumina MiSeq高通量测序技术,分析Cr(1 mmol·L^(-1)Cr^(6+))胁迫前(CK组)及胁迫后6 h(Cr_6h)与6 d(Cr_6d)的谷田土壤中细菌群落的组成及多样性、群落构建机制及KEGG代谢通路活性的变化。结果表明:Cr胁迫后不同时间节点,谷田土壤中细菌群落在门水平和属水平的优势菌比例差异显著;α多样性呈阶段性变化特征,其中Shannon指数在Cr_6h下降,在Cr_6d上升(CK为6.07、Cr_6h为5.92、Cr_6d为6.04),Simpson指数变化趋势则相反(CK为0.006 8、Cr_6h为0.007 8、Cr_6d为0.006 8)。Cr胁迫后细菌群落的beta NTI值持续降低(CK、Cr_6h、Cr_6d分别为-2.68、-2.11、-1.91),群落构建在CK和Cr_6h阶段由确定过程驱动(|betaNTI|>2),而在Cr_6d阶段主要由随机过程驱动(|betaNTI|<2);边数量和平均度显著下降,平均路径长度持续显著上升,同一模块中的细菌群落以正相关为主。研究表明,Cr胁迫显著影响了谷田土壤中的细菌群落。随着Cr胁迫时间的延长,细菌群落构建由确定过程驱动逐渐转变为由随机过程驱动;细菌的共生网络规模变小,菌群间响应速度变慢,且以共生关系为主导。

SO_2衍生物诱发蚕豆根尖细胞微核和后期异常的研究

研究SO2 体内衍生物———亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液 ( 3:1mmol·L- 1 /mmol·L- 1 )诱发蚕豆根尖细胞微核和后期异常的效应。结果表明 :SO2 衍生物处理可诱发蚕豆根尖间期细胞微核和核芽 ,使分裂后期出现多种染色体异常 ,如断片、桥以及滞后染色体等。异常细胞中以微核细胞和染色体断裂细胞居多。在一定浓度范围内 ,细胞异常率与处理液浓度之间表现正的线性相关。这些研究结果表明 ,蚕豆根尖间期微核和后期染色体异常有可能用作检测SO2 污染的生物剂量计。

SO_2体内衍生物诱发蚕豆根尖细胞微核

以蚕豆为材料 ,研究 SO2 体内衍生物 -亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合液 (3:1)对根尖细胞的遗传毒效应。结果表明 :0 .0 5～2 .0 0 mmol/ L的 SO2 衍生物处理可诱发两品种蚕豆根尖中的微核细胞明显增加 ;不同浓度 (0 .0 5～ 15 .0 0 mmol/ L ) SO2 衍生物处理 12、2 4、36 h后 ,根尖微核细胞率是对照组的 2 .5～ 5 .0倍 ,显著高于对照组。在一定浓度范围内 ,蚕豆根尖细胞微核率与SO2 衍生物浓度之间具有正的线性相关。研究结果表明 ,SO2 衍生物能够破坏蚕豆根尖细胞的遗传稳定性。

葡萄VvWRKY70基因生物信息学及表达特性分析

WRKY是植物特有的转录因子,在多种生物和非生物胁迫中发挥作用。基于RNA-seq技术,课题组前期研究发现,SO_(2)熏蒸结合低温保鲜过程中多个功能未知的葡萄WRKY基因差异表达。经氨基酸序列同源性比对,研究选择与AtWRKY70氨基酸序列相似度最高的VvWRKY70进行生物信息学及表达特性分析。生物信息学分析结果表明,VvWRKY70基因启动子区含有W-box元件及茉莉酸甲酯、水杨酸等激素响应元件;编码蛋白由322个氨基酸组成,分子质量约36.57 ku,属亲水性蛋白;该蛋白丝/苏氨酸含量丰富;二级结构主要由无规卷曲和α-螺旋组成,N端含有高度保守的WRKY结构域,C端为C_(2)HC型锌指结构,属WRKY第Ⅲ亚家族;预测显示,其主要定位于细胞核中,且在进化上较为保守。qRT-PCR分析表明,VvWRKY70在玫瑰香葡萄根、茎、叶、花蕾、果中均有表达;葡萄果实VvWRKY70受SO_(2)和灰霉菌诱导上调表达,低温处理组下调表达。综上可见,VvWRKY70可能作为转录因子参与调节植株生理和果实发育过程,并在葡萄果实采后SO_(2)保鲜过程中发挥作用,调节果实贮藏期间的生物和非生物胁迫应答。

环磷酰胺诱发蚕豆体细胞遗传损伤的研究

利用蚕豆根尖研究环磷酰胺的遗传毒性效应 ,结果表明 :环磷酰胺 ( 0 .1～ 5 .0mg/mL)能够降低蚕豆根尖细胞有丝分裂指数 ,使根尖细胞中具有微核、核出芽及核固缩的细胞明显增多 ,并诱发染色体结构和行为异常 ,产生染色体断片、滞后和桥。环磷酰胺处理组根尖中具有核固缩和微核的细胞数呈剂量依赖性增加 ,且与作用时间呈正相关 ,而分裂指数的降低也具有剂量和时间效应关系。研究结果表明 ,低浓度长时间接触或高浓度短时间接触环磷酰胺均可产生遗传毒害 ,因此 ,有关的作业人员应注意防护。

二氧化硫胁迫导致拟南芥防护基因表达改变

研究SO2熏气对拟南芥细胞中mRNA和蛋白质表达的影响,分析植株对逆境胁迫的响应机制。结果表明,30mg.m-3SO2熏气72h后拟南芥地上组织中差异表达1倍以上的基因有494个,其中抗氧化酶、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、硫氧还蛋白等多种与逆境生理关系密切的基因表达上调;2.5～30mg.m-3SO2熏气可导致超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和GST的活性诱导性增高,SOD、CAT同工酶谱带特征改变。研究结果表明,SO2胁迫能够诱导拟南芥中防护基因在mRNA和蛋白质表达水平的改变,这些基因的差异性表达可能对逆境生理过程有益。

SO_2对蚕豆根尖细胞微核的诱导作用

应用蚕豆根尖微核试验 ,对 SO2 的遗传毒性效应进行了研究。结果表明 :一定浓度范围内 ( 0 .1 0 8～1 4.0 0 mg/m3) ,蚕豆根尖微核细胞数与 SO2 浓度间呈正相关 ,太原市大气污染严重的冬季采暖期根尖细胞微核率明显高于非采暖期 ;SO2 浓度 0 .60 4 mg/m3处理 2 4 h和 48h或 2 .80～ 2 8.0 0 mg/m3熏气处理 4h可使蚕豆根尖中具有微核的细胞数明显增加 ,结果表明 ,低浓度 SO2 较长时间接触或高浓度短期接触均可引起蚕豆根尖细胞遗传物质的损伤 ,应用蚕豆根尖细胞微核实验可对大气 SO2 污染进行生物监测。 SO2( 2 .80～ 2 8.0 0 mg/m3)熏气实验中 ,接触时间延长能导致根尖细胞微核率下降 ,2 .80 mg/m3熏气组下降较快 ,1 4.0 0 mg/m3熏气组下降较慢 ,研究结果提示 ,在运用蚕豆根尖微核实验监测环境 SO2 污染时要考虑蚕豆的染毒方式 ,避免假阴性结果的出现。

SO_2衍生物对大蒜根尖细胞遗传损伤作用的研究

:研究SO2 体内衍生物———亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液 (3:1,mol.L-1 mol.L-1)对大蒜幼根细胞的遗传损伤效应 .结果表明 :SO2 衍生物处理可导致根尖细胞分裂异常 ,中期染色体粘连、间期细胞微核和双核频率明显增高 ;此外还可引起根尖部分细胞核碎解及核固缩 .SO2 体内衍生物的上述效应具有明显的时间 效应和剂量

SO_2衍生物对蚕豆根尖细胞不同分裂阶段的遗传损伤

研究SO2 体内衍生物———亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液〔c(Na2 SO3 ) c(NaHSO3 ) =3 1〕对蚕豆根尖细胞不同分裂时期的遗传损伤效应 .结果表明 :SO2 衍生物 (c=0 .17～ 15 .0mmolL-1)诱发蚕豆根尖细胞遗传损伤在细胞分裂的不同阶段有不同的表现形式 ,间期异常主要是微核和核芽 ,分裂期异常包括微核、染色体断片、粘连及滞后等 .研究结果表明 :SO2 衍生物处理组蚕豆根尖中 ,间期微核细胞数、分裂期具有染色体断裂、粘连或滞后的细胞数均明显多于对照组 ,而且易于观察分析 ,可以作为环境监测指标 .表 6参

二氧化硫衍生物对蚕豆幼苗生长和细胞周期的影响

研究SO2 体内衍生物NaHSO3 与Na2 SO3 ( 1 :3,mmol L)对蚕豆幼苗生长和细胞分裂的影响。结果表明 :SO2 衍生物 (浓度在 0～ 30mmol L)对幼苗生长的抑制作用具有剂量效应和时间效应关系 ,短时间处理效应不明显 ,处理 48h后蚕豆幼根生长抑制 ,1 68h后幼苗根上部分长度 (芽长 )表现生长抑制 ,根长和芽长与处理浓度间呈负线性相关。SO2 衍生物处理 1 2～ 36h ,导致根尖细胞分裂指数下降 ,根尖中前期细胞减少 ,间期、后期和末期细胞增多 ,表明SO2 衍生物能够阻止细胞进入分裂态 ,延长分裂过程 ,这可能是SO2 衍生物处理组根尖细胞分裂指数降低 。

亚硫酸氢钠对大蒜幼苗生长及细胞分裂的作用

研究SO2 体内衍生物—亚硫酸钠与亚硫酸氢钠 (分子比为 3 :1 )混合液对大蒜幼苗生长和细胞分裂的效应。结果表明 :低浓度 (0 .2mmol/L)的混合液促进幼苗生长 ,短时间 (2 4h)作用时根尖细胞有丝分裂指数 (MI)提高 ;高浓度 (1 .5与 2 .0mmol/L)处理抑制大蒜幼苗生长 ,细胞周期延滞 ,大蒜根尖MI下降 ,并诱发细胞分裂异常 。

非诱变剂对姐妹染色单体交换的诱导效应

检测了16种非诱变剂对大麦根端分生细胞姐妹染色单体交换（SCE）的影响及其中9种成份对人外周血淋巴细胞SCE的影响．在大麦细胞中，用高浓度的葡萄糖、氯化钠、维生素、氨基酸及脱氧核糖核苷三磷酸（dNTP）处理均能显著提高SCE频率．维生素、氨基酸和dNTP对人外周血淋巴细胞中的SCE频率也有显著影响．实验结果表明，不只是诱变剂能提高SCE频率，非诱变剂在一定高剂量时也能提高SCE频率．非诱变剂影响SCE具有特殊的SCE增长曲线，SCE频率达一定值后不再随处理浓度的增大而提高。

SO_2水合物诱发蚕豆(Vicia faba)根尖细胞染色体畸变效应

以蚕豆为材料,研究SO2水合物-亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合液(3∶1,mmol·L-1/mmol·L-1)对根尖细胞的遗传毒效应。结果表明:SO2水合物处理可诱发蚕豆根尖细胞遗传不稳定,出现染色体数目和结构变异,使非整倍体和染色体结构异常明显增加。中期染色体出现了缺失、断片、环(染色体和染色单体环)、易位、双着丝粒等异常;在细胞分裂后期出现了滞后染色体、桥和断片等异常。研究结果表明,SO2是DNA分子断裂剂、非整倍体诱变剂,能够破坏生物细胞的基因组稳定性,是一种具有遗传毒性的环境诱变剂。

SO_2对大蒜根尖细胞遗传损伤作用的研究

研究 SO2 ( 1 4 ,35 ,84 mg/m3 )对大蒜幼根细胞的遗传损伤效应。结果表明 :大蒜幼苗短时间暴露于高浓度 SO2 环境中 ,或者长时间生长在低浓度 SO2 环境中 ,均可导致根尖细胞微核和双核频率明显增高 ,并引起根尖部分细胞核固缩。SO2 的上述效应具有明显的时间 -效应和剂量 -效应关系 ,细胞中的微核、双核及核固缩率与 SO2 浓度间呈线性相关。研究结果表明 :SO2 可引起植物细胞遗传物质的损伤 ,大蒜根尖细胞有可能用作监测 SO2 污染的生物计量计。

NaCl胁迫对大麦细胞分裂及染色体行为的影响

NaCl溶液培养导致大麦幼苗根尖细胞有丝分裂指数下降 ,细胞姐妹染色单体交换 (SCE)频率增高 ,且诱发包括染色体断片、后期染色体桥、不均等分裂及间期细胞微核等的染色体行为异常。细胞平均SCE频率及异常分裂细胞的比率与NaCl浓度和作用时间呈正相关。结果提示 :NaCl浓度高或作用时间较长时对大麦细胞具有遗传学毒性。

NaHSO_3-Na_2SO_3混合液对大麦幼苗生长和细胞分裂的影响

研究SO2 在生物体内的衍生物———亚硫酸氢钠和亚硫酸钠混合液 (1:3,mol·L-1) (以下简称亚硫酸氢钠 )对大麦 (Hordeumvulgare)幼苗生长发育和根尖细胞分裂的效应。幼苗生长发育依赖于亚硫酸氢钠的浓度和接触时间 ,在一定浓度范围内 ,大麦幼苗的高度和根系发育与处理时间之间具有正的线性相关 ;幼苗高度、根长、根系体积和干重与处理浓度之间具有负的线性相关。高浓度亚硫酸氢钠短时间处理或低浓度长时间处理 ,能导致根尖细胞有丝分裂指数下降 ,并使根尖中具有微核的细胞明显增多 ,部分细胞核发生固缩。在 0 .1～ 5 .0mmol·L-1浓度范围内 ,随着处理浓度的提高 ,微核细胞比率增高 ;相同浓度处理时 ,随着处理时间的延长微核细胞率呈上升趋势。结果表明 :SO2 衍生物对大麦种子萌发、幼苗生长发育和细胞分裂具有毒性作用 ,并可引起根尖细胞遗传物质的损伤。

盐胁迫诱导的大麦基因差异性表达

大麦幼苗经 0 .2 0mol·L- 1 的NaCl溶液胁迫后 ,从幼根中提取细胞总RNA ,选择OligodT1 2 CA为锚定引物 ,反转录合成cDNA第一链 ,并以此为模板 ,用随机引物进行PCR扩增 ,琼脂糖电泳分离扩增产物 ,得到 5个在胁迫组中特异性表达而未经盐胁迫组中不表达的片段。

NaCl对大麦幼苗生长及姊妹染色单体交换的影响

研究了ＮａＣｌ胁迫下大麦幼苗生长及根端分生细胞的姊妹染色单体交换（ＳＣＥ），当ＮａＣｌ浓度提高时，ＳＣＥ频率明显增大而细胞分裂指数却下降，实验组主胚根及幼苗的生长速度减慢。对细胞分裂和幼苗生长的抑制强度与处理浓度间呈正相关。实验结果表明，高浓度ＮａＣｌ对幼苗生长和细胞分裂是有害的，它能引起细胞内的ＤＮＡ损伤。

NaCl诱导大麦细胞微核及异常有丝分裂的研究

大麦幼苗生长在含NaCl的介质中【c(NaCl) =0 ,0 .0 5 ,0 .1 0 ,0 .1 5 ,0 .2 0 ,0 .2 5mol/L】 ,其根尖细胞有丝分裂指数下降 ,各NaCl处理组的微核率均有不同程度地增加 ,并诱发产生了如染色体断片、后期染色体桥及“不均等分裂”等异常分裂。诱发微核及异常分裂细胞的比率与NaCl浓度和作用时间呈正相关 ,浓度提高或作用时间延长则微核千分率与异常分裂细胞的比率增高。