蓄水后向家坝库区鱼类物种、分类和功能多样性变化

为了解向家坝水电工程对金沙江下游鱼类多样性的影响,基于2016-2018年邵女坪(库首)、绥江(库中)和桧溪(库尾)3个江段的鱼类群落调查数据,分析了向家坝库区鱼类物种、分类和功能多样性空间格局,结合蓄水前(2011年)和蓄水初期(2015年)的资料,探讨了蓄水后向家坝库区不同维度鱼类多样性的变化趋势。向家坝库区各江段以广适性的瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)和静水性的■(Hemiculter leucisculus)占优势,两者的数量百分比分别为30.15%±14.82%和13.91%±11.16%。非度量多维尺度分析显示,蓄水后向家坝库区库首邵女坪和库中绥江鱼类群落差异最小,库首邵女坪和库尾桧溪鱼类群落差异最大;库中绥江在蓄水前、蓄水初期和2016-2018年3个时期的鱼类群落差异均较大,表明蓄水后绥江江段鱼类群落经历了剧烈变化。库区不同江段鱼类Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均表现为:桧溪>邵女坪>绥江,鱼类分类多样性指数和分类差异指数均表现为:桧溪>绥江>邵女坪。库区鱼类摄食、运动和繁殖等不同维度的功能多样性(功能丰富度、功能均匀度、功能离散度)空间格局不同,但总体上库中绥江鱼类功能丰富度最高,功能均匀度最低。与蓄水前相比,绥江江段鱼类物种、分类多样性呈下降趋势,鱼类功能丰富度和均匀度也有下降趋势。蓄水后绥江江段鱼类群落主要功能性状发生了明显变化,如蓄水前以下位口、纺锤形体型鱼类占优势,蓄水后以端位口、侧扁形体型鱼类占优势。不同维度多样性指数侧重于鱼类多样性的不同方面,结合多种指数分析有利于更全面地了解鱼类群落对环境变化和外界干扰的响应。研究结果有助于深入了解水电工程建设对金沙江下游鱼类多样性的影响,为鱼类多样性保护提供依据,也可为长江“十年禁渔”效果评估提供本底资料。

耐药菌的环境分布、传播及新型抗菌技术研究进展

抗生素的广泛使用导致细菌耐药性增加、多重耐药菌菌群数量急剧增多,严重威胁着人类生命健康.环境中耐药菌(ARB)及耐药基因(ARGs)的存在给临床治疗耐药菌感染带来了巨大挑战.有关医院中常见耐药致病菌的研究已有很多,尚缺乏环境中耐药菌的分布、传播及新型耐药菌抗菌技术等的相关研究.本文综述了耐药菌的环境分布特征及其传播机制,概述了新型抗菌技术及其应用,最后展望了有关环境耐药菌研究的未来发展方向.

斑马鱼在化学品高通量毒性评价中的应用

随着全球化学品数量的不断增加,传统的哺乳动物毒性评价方式已经无法满足化学品环境监管的需求.21世纪毒性测试转变成以高通量体外测试和非哺乳类动物模型替代方法为主的新模式.斑马鱼既有生物复杂度又具一定的分析通量,是高通量的药物筛选和化学品毒性测试中重要的动物模型.本文综述了斑马鱼在化学品高通量毒性评价中应用的重要研究进展,分析了多种自动化技术在斑马鱼高通量分析中的优势和潜力,最后探讨了斑马鱼高通量毒性测试未来的发展方向.本文为研究人员高效利用斑马鱼胚胎开展化学品安全性评价提供参考.

氯化石蜡的环境赋存及转化降解研究进展

氯化石蜡(CPs)是石蜡烃的氯化衍生物,具有良好的阻燃性、电绝缘性等,被广泛用于多种工业产品中。其中短链CPs(SCCPs)于2017年被列入《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》附件A中,受到国内外的广泛关注。目前关于CPs的研究表明,SCCPs和中链CPs在多种环境介质中有普遍检出,且相关研究主要集中在分析方法、环境赋存等方面,对其转化降解的研究报道较少,而极短链CPs和长链CPs的研究数据相对匮乏。文章综述了CPs在不同环境介质中的赋存水平,尤其对其环境转化降解行为进行了梳理总结,相关工作有助于更加全面地了解CPs的环境归趋,为深入开展CPs的污染控制提供科学依据。

DNA条形码在三峡库区鱼类多样性研究中的应用

为了探讨DNA条形码在三峡库区鱼类辅助物种鉴定中的适用性,本研究通过在三峡库区大规模采样,共采集鱼类标本18466尾,PCR扩增了其中946尾标本的COⅠ基因序列(639 bp),在NCBI和BOLD数据库中比对鉴定出71个物种,隶属于6目14科55属,其中5个为未命名种,鉴定率为93%;种间遗传距离(6.88%)是种内遗传距离(0.36%)的19.11倍;贝叶斯系统进化树显示,71个物种各自聚为一支且具有高的支持率(PP=1.00)。遗传多样性分析显示,三峡库区中鲢Hypophthalmichthys molitrix、瓦氏黄颡鱼Tachysurus vachellii和蛇鮈Saurogobio dabryi具有较高的COⅠ条形码遗传多样性,而贝氏䱗Hemiculter bleekeri、光泽黄颡鱼Tachysurus nitidus和短颌鲚Coilia brachygnathus的较低。本研究验证了DNA条形码在三峡库区大部分鱼类鉴定中的有效性,同时构建了三峡库区鱼类DNA条形码数据库,评估了6个优势物种的遗传多样性,为三峡库区鱼类资源保护和管理提供了科学数据。

重组茶树菇凝集素6二聚体的原核表达、纯化及糖结合活性鉴定

N-连接糖基化的N-乙酰葡萄糖胺(N-acetylglucosamine,GlcNAc)末端修饰是一种缩短的糖基化修饰,与多种疾病密切相关,例如自身免疫性疾病、癌症和神经退行性疾病等。然而,因为缺乏有效的识别工具导致对这种修饰的功能研究仍然是一个挑战。之前的研究已经表明,一种识别GlcNAc的茶树菇凝集素6(Agrocybe aegerita lectin recognizing GlcNAc,AANL6)对末端的GlcNAc糖结构特异性识别,但是亲和力较低。为了改造更高效的末端GlcNAc糖识别工具,AANL6通过二聚化来提高单体的亲和力。将AANL6单体通过中间的接头序列(linker)进行分子水平的二聚化,然后克隆到pET-30a质粒上,转化至大肠杆菌表达菌BL21中。确立最优的表达条件,并大量表达纯化AANL6二聚体蛋白(根据linker命名为PA6和EAA6)。随后对AANL6二聚体进行纯度、分子量和糖结合活性研究。SDS-PAGE结果显示,AANL6二聚体纯度较高(92.5%),分子量介于66.2~116 kD之间,符合预期值88 kD的大小。等温滴定热量法(isothermal titration calorimetry,ITC)检测结果显示,二聚化的AANL6显著提高了对GlcNAc的结合能力(P<0.01)。糖结合活性检测显示,AANL6二聚体对末端的GlcNAc糖基化修饰与单体相比有着更高的特异性。这些结果显示,AANL6二聚体通过二聚化显著提高了对末端GlcNAc糖基化的亲和力和特异性,这不仅为未来的末端GlcNAc糖基化修饰的功能提供有效的识别工具,而且提供了一种新的改造凝集素的策略。

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。

长江上游鲢群体遗传多样性和遗传分化

为了解三峡大坝、向家坝等水电工程建设后长江上游鲢群体的遗传多样性和遗传分化,利用线粒体细胞色素b(Cyt b)基因分析了长江上游向家坝库区(邵女坪)、三峡库区干流(巴南、丰都、万州、太平溪)及支流(箭滩河、嘉陵江、小江)等8个鲢群体的遗传多样性、历史动态及群体之间的遗传分化.结果表明:长江上游鲢群体的遗传多样性较高,单倍型多样性为0.770~0.876,核苷酸多样性为0.687%~1.967%;8个群体的错配分析图都呈双峰分布,中性检验Tajima’s D和Fu’s Fs值均为正值或统计上不显著的负值,表明长江上游鲢群体在历史上较为稳定;分子方差变异分析(AMOVA)显示,长江上游鲢群体的遗传变异主要来自群体内部(95.87%),仅有4.13%的变异来自群体之间;群体之间的遗传分化指数FST显示,箭滩河群体与太平溪、小江群体之间存在显著的遗传分化,其他群体之间遗传分化不显著;Mantel检验显示,群体之间的遗传分化程度与地理距离远近无相关性;单倍型网络图显示,长江上游鲢群体没有形成明显的系统地理格局.建议加强长江上游鲢遗传资源保护,将产生分化的群体作为不同的管理单元进行保护.

长江上游5个草鱼群体的遗传多样性

为了了解三峡大坝、向家坝等水电工程建设后长江上游草鱼的遗传多样性和群体结构,利用线粒体Cyt b基因分析了长江上游邵女坪、巴南、万州、太平溪、合川等5个草鱼群体的遗传多样性、种群历史动态及群体之间的遗传分化。结果显示,长江上游草鱼群体的遗传多样性较低,5个群体的单倍型多样性为0.618~0.800,核苷酸多样性为0.088%~0.112%。5个群体的错配分析图呈单峰分布,表明长江上游草鱼在历史上发生过瓶颈效应和种群扩张。分子方差变异分析(AMOVA)显示草鱼群体的遗传变异主要来自群体内部(96.96%),仅有3.04%的变异来自群体之间。群体之间的遗传分化指数FST显示邵女坪群体和合川群体之间存在显著的遗传分化,其余群体之间遗传分化不显著。

毒死蜱降解菌的驯化筛选及高活性毒死蜱降解菌群的构建

[目的]通过对3种活性污泥的长期驯化、微生物多样性分析及优势菌筛选与复配,构建一种对毒死蜱具有高降解活性的菌群。[方法]以农药公司的3种不同废水处理工序的污泥为材料,利用毒死蜱长期胁迫驯化以获得高效降解毒死蜱的活性污泥;随后,在驯化后的3种活性污泥中筛选优势菌株,并以筛选的菌株构建复合菌群用于毒死蜱的降解。[结果]以毒死蜱为碳源,在驯化后的活性污泥中筛选到3株具有毒死蜱降解活性的菌株(Paracoccus MLCa-1、Klebsiella MLCp-2、Serratia MLCs-1),并对3种菌株进行复配,构建了复合菌群MLCF7。复合菌群MLCF7对100 mg/L毒死蜱降解率达82.84%。[结论]复合菌群对毒死蜱具有高降解活性,表明其在农药污染生物修复中具有应用潜力。

枸杞多糖对重铬酸钾所致孕鼠生殖毒性的干预作用研究

目的探究枸杞多糖(LBP)对重铬酸钾(PD)所致孕鼠生殖毒性的干预作用。方法2018年7月将12只9周龄SPF级SD雌鼠和6只9周龄SPF级SD雄鼠随机分为对照组、PD[六价铬离子(Cr 6+)]染毒组、PD染毒给予低剂量LBP组(PD+L-LBP组)、PD染毒给予中剂量LBP组(PD+M-LBP组)、PD染毒给予高剂量LBP组(PD+H-LBP组)和PD染毒给予更高剂量LBP组(PD+MH-LBP组),每组雌鼠2只,雄鼠1只。实验期间每日早上对各组雌鼠进行阴道涂片,于显微镜下观察到精子的雌鼠记为怀孕第0天。各组雌鼠从怀孕第3天开始灌胃,于每日早上进行灌胃操作,对照组灌胃生理盐水,PD染毒组、PD+L-LBP组、PD+M-LBP组、PD+H-LBP组和PD+MH-LBP组均灌胃1/4半数致死量的PD溶液。于第1次灌胃操作结束6 h后进行第2次灌胃操作,对照组、PD染毒组灌胃生理盐水,PD+L-LBP组、PD+M-LBP组、PD+H-LBP组和PD+MH-LBP组分别以10、50、100、200 mg/kg LBP溶液灌胃,持续灌胃7 d。怀孕第19天时处死孕鼠,取血清及胎盘,解剖孕鼠,运用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定血清及胎盘Cr水平。结果PD染毒组孕鼠胚胎数均明显少于对照组、PD+L-LBP组、PD+M-LBP组、PD+H-LBP组和PD+MH-LBP组,血清及胎盘Cr水平均明显高于对照组、PD+L-LBP组、PD+M-LBP组、PD+H-LBP组和PD+MH-LBP组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论LBP对PD所致孕鼠的生殖毒性具有干预作用。

鲿科鱼类DNA条形码鉴定及系统进化研究

鲿科鱼类是一类高度多样化的类群,一些具有高度相似特征的物种难以通过形态进行识别,系统分类关系混乱,因此,选择一种更为有效、便捷的鱼类鉴定和分类方法十分必要。对5属36种共214条鲿科鱼类线粒体COⅠ基因序列进行分析,结果表明:36种鲿科鱼类的种内和种间平均遗传距离分别为0.016和0.158,种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的9.875倍;大多数鲿科鱼类的种内遗传距离小于种间遗传距离,在种内、种间重叠较少,能形成的一定的DNA条形码间隙。ABGD结果将36个物种定义为25个运算分类单元,运算分类单元的划分与距离法结果大体一致,种间遗传距离较小的物种被划分为同一个运算分类单元,种内遗传距离较大的物种分化为多个运算分类单元。聚类树结果显示:黄颡鱼属、拟鲿属和■属的鱼类聚成一大支;鳠属和半鲿属中各有1个物种聚类到对方的分支中,这两属之间存在不完全的谱系分选。在本研究中,DNA条形码在大部分鲿科鱼类中能进行有效的鉴定,但对一些近缘种,条形码鉴定存在局限性,同时,COⅠ条形码也阐明了鲿科鱼类的系统进化关系,可为鲿科物种的系统分类提供科学依据。

二恶英暴露下奶牛血液代谢组学研究

旨在研究食用被PCDD/Fs污染的饲料对奶牛血液代谢组的影响.选择飞灰作为PCDD/Fs的载体,暴露期间将30 g飞灰与40 kg奶牛饲料均匀混合,使用配制的污染饲料饲喂奶牛,连续饲喂38 d后采集血液.采用液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术对血液进行代谢组学分析,并且结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)对代谢轮廓进行模式识别分析并筛选差异代谢产物.共鉴定差异代谢物50个,主要为氨基酸、胆酸、磷脂与脂肪酸类成分.将差异代谢物进行通路分析并注释,涉及19条代谢通路,主要与氨基酸、脂肪酸及胆碱代谢相关.PCDD/Fs暴露干扰了奶牛的脂肪酸代谢、氨基酸代谢、磷脂代谢、胆汁酸代谢,可作为PCDD/Fs暴露的靶标代谢通路供进一步的研究.

典型环境持久性有机污染物内暴露与癌症的研究进展

环境污染与癌症的发生发展密切相关,化学致癌物是诱发人类癌症最主要的环境因素,其中持久性有机污染物(POPs)具有分布广泛、持久性和蓄积性等特点,近年来关于POPs致癌效应的相关研究受到密切关注。本文综述了环境中五类典型POPs,即多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、全氟与多氟烷基化合物(PFAS)、溴代阻燃剂(BFRs)和短链氯化石蜡(SCCPs)的内暴露水平,与癌症发生风险的相关性及潜在的致癌机制。这五类POPs的致癌机制各不相同,包括干扰细胞增殖周期、改变表观遗传和促进氧化应激等,还可通过改变能量代谢与影响免疫功能来促进癌症进展。癌症进程是内在遗传因素和外在环境因素共同作用的结果,除了关注环境POPs对生物体遗传物质的影响外,还应该关注POPs对肿瘤免疫、血管生成等肿瘤微环境的影响,这对今后环境污染的防控和癌症的精准医疗具有指导意义。

鳅科鱼类DNA条形码鉴定及系统进化研究

【目的】为了探讨线粒体COI基因作为DNA条形码在鳅科鱼类物种鉴定中的有效性及在系统进化关系分析中的适用性,对鳅科鱼类3亚科18属61种共358条线粒体COI基因序列进行了分析。【结果】61种鳅科鱼类的种内和种间的平均遗传距离分别为0.010和0.162,种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的16.2倍。鳅科鱼类遗传距离在种内、种间重叠较少,能形成一定的DNA条形码间隙。ABGD分类把61个物种划分为66个OTUs,OTUs的划分与距离法基本一致。系统聚类中,有6组鱼类物种个体间相互混杂,不能按各自的物种聚类,有4个物种分化成明显的两支,46个物种能按各自的形态学分类分别聚成单支。南鳅属、花鳅属、似鳞头鳅属、瘦身鳅属和泥鳅属中部分物种没有按其形态学分类的属聚在一起。沙鳅亚科能形成单系,但条鳅亚科和花鳅亚科不能形成单系。在研究中,COI条形码可以鉴定鳅科鱼类75.41%的物种,另外,COI条形码也能够明确大多鳅科鱼类属和亚科的分类地位,研究结果可为鳅科鱼类的物种鉴定和系统分类提供参考。

3D打印便携式凝胶电泳装置用于蛋白质的快速检测

随着现场分析对于快速、便携和经济型检测的需求,分析仪器的便携化和微型化备受关注。3D打印技术的不断发展,将会极大推动小型化、便携式实验设备的开发和研制。分析仪器的微型化有助于促进资源不足地区在医疗现场、食品安全和环境污染等方面的现场监测。目前,用于蛋白质分离的凝胶电泳装置多为实验室用小型化分析仪器,可用于现场快速分离蛋白质的小型化仪器尚未见报道。该研究设计加工了一款便携式凝胶电泳装置,用于蛋白质的快速分离检测。首先,通过3D打印加工的凝胶电泳装置可在实验室内方便、快捷、低成本的复制。其次,通过对预染蛋白质相对分子质量标准的分离测试,对该系统结构进行优化。优化后该凝胶电泳装置电泳槽的尺寸仅为15 mm×20 mm×17 mm,采用3D打印技术可在5 h内加工完成,耗费打印材料10 mL。正负极所用电泳缓冲液共需4 mL,所使用的25 V锂电池可实现100 h左右的工作时间。装置优化后可实现蛋白质的快速高效分离。随后,在5种常用蛋白质相对分子质量标准的分离中,该装置与商业化平板凝胶电泳分离效果相当,同时具备更快的分离速度。该研究在便携式凝胶电泳装置的开发及其在蛋白质快速分离方面取得了初步成果,但在分离完成后立即对蛋白质进行定量分析以及更多实际样品的应用方面还需要进一步研究。

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。

砷化合物的摄入调控机制

流行病学结果显示慢性砷暴露可导致人群罹患皮肤癌、膀胱癌、肺癌等恶性疾病,但其致毒/癌机制尚不明确.目前关于砷暴露致毒/癌机理的讨论主要集中在砷的胞内作用途径,而较少关注砷摄入调控过程对其暴露致毒/癌的贡献.在生理条件下,部分砷化合物由于结构与磷酸根、葡萄糖、甘油等天然底物相近,可借由相应的载体被细胞摄入,摄入途径和效率存在显著的砷形态依赖性.此外,砷化合物的生物毒性效应与其赋存形态直接相关.可见,砷的摄入调控对于砷的暴露致毒/癌具有重要作用.本文主要综述了在哺乳动物体系中不同砷形态的摄入载体、载体调控及对应的砷摄入分布、效率和暴露毒性,在此基础上,强调了以往在砷致毒/癌机制研究中被忽视的砷摄入调控途径.然而,砷摄入调控过程中的诸多重要环节如砷胁迫下的摄入启动和调控机制等都是空白,需进一步系统深入地研究,为深入理解砷的致毒机制提供了新的视角和研究思路.

三峡库区鱼类群落结构和功能多样性

物种的功能特征是联系群落结构和功能的关键因素,开展功能多样性研究可以更好地理解群落结构和功能的关系。为了解三峡库区鱼类群落结构和功能多样性的空间格局,作者于2019年和2020年对三峡库区库首秭归、库中云阳、库尾巴南及库首支流香溪河下游峡口、库中支流小江下游高阳、库尾支流嘉陵江下游合川等江段的鱼类进行调查,分析了鱼类群落结构和多样性,从摄食、运动和繁殖3个方面探讨了鱼类功能多样性空间格局。在三峡库区及主要支流共采集到鱼类78种,隶属于6目15科56属。各江段以广适性和静水性鱼类为主,其中库首秭归和支流香溪河下游峡口、小江下游高阳江段的短颌鲚(Coilia brachygnathus)和贝氏?(Hemiculter bleekeri)等静水性鱼类相对丰度较高,库中云阳、库尾巴南和支流嘉陵江下游合川江段的蛇鮈(Saurogobio dabryi)和光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)等广适性鱼类相对丰度较高。非度量多维尺度(non-metric multidimensional scale,NMDS)和Bray-Curtis相异性指数分析表明,秭归和嘉陵江下游合川江段群落结构差异最大,香溪河下游峡口和小江下游高阳江段群落最为相似。Margalef丰富度指数(D)、Shannon多样性指数(H’)和Pielou均匀度指数(E)在干流江段为:秭归<云阳<巴南,支流江段为:嘉陵下游合川<小江下游高阳<香溪河下游峡口。鱼类摄食、运动和繁殖相关的功能多样性在空间上的变化趋势较为一致,库首秭归江段的功能多样性最高,嘉陵江合川江段的功能多样性最低。总功能多样性和物种多样性变化趋势一致,在干流江段为:秭归<云阳<巴南,在支流江段为:嘉陵下游合川<小江下游高阳<香溪河下游峡口。研究结果可为三峡库区鱼类多样性保护和管理提供科学依据,为长江“十年禁渔”效果评估提供本底资料。

六价铬对不同时期妊娠小鼠及胚胎的损伤作用

目的:探究妊娠不同时期染毒对小鼠的影响,找到重铬酸钾染毒的敏感时期。方法:于卵泡期和植入期分别对健康昆明种小鼠灌胃重铬酸钾0.01 mL/kg,1次/d,连续3 d,14 d后处死解剖,进行各项检查。结果:卵泡期染毒组和植入期染毒组的子宫、胎盘脏器系数以及胚胎平均质量均低于对照组;卵泡期染毒组的子宫脏器系数和胚胎平均质量均高于植入期染毒组;卵泡期染毒组胎盘的脏器系数低于植入期染毒组;结论:六价铬对女性生殖系统有一定的损伤作用,且卵泡期染毒对子宫和胚胎的发育相较于植入期染毒毒性更强。