莫能菌素对蚯蚓（Eisenia fetida）活体DNA的损伤研究

通过单细胞凝胶电泳实验研究了不同浓度莫能菌素暴露对赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）体腔细胞DNA的损伤,结果显示,50mg.kg-1莫能菌素处理组尾部DNA含量值最大、尾长值最大、Olive尾矩值最大,分别为34.539%、107.736μm和29.354;随着莫能菌素暴露剂量的增加,尾部DNA含量、Olive尾矩和尾长损伤频率增加;尾部DNA含量对莫能菌素暴露最为敏感,对照组和各处理组的尾部DNA含量之间均存在显著性差异（P〈0.05）;对照组与15、25、50 mg.kg-1处理组的Olive尾矩和尾长损伤频率之间均存在显著性差异（P〈0.05）;暴露浓度与尾部DNA含量、Olive尾矩和尾长具有良好的剂量-效应关系（P〈0.05）。实验结果表明,蚯蚓体腔细胞DNA损伤可作为指示莫能菌素影响的生物标志物,彗星试验是检测莫能菌素暴露对赤子爱胜蚓活体基因损伤的有效手段。     

土壤低剂量荧蒽胁迫下蚯蚓的抗氧化防御反应

以人工污染土壤为介质,荧蒽为供试化学品,以蚯蚓内脏中细胞色素P450含量、谷胱甘肽转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量为指标,进行了不同暴露时间(1、3、7和14d)下低剂量荧蒽(60、120、240、480和960μg kg-1)污染胁迫对蚯蚓(Eiseniafetida)的毒性效应研究。结果表明,在供试浓度范围内,蚯蚓内脏中各生化酶系产生了不同程度的响应。其中P450含量、SOD和POD活性比较敏感;而GST和CAT活性,以及MDA含量在供试浓度范围内对荧蒽的暴露没有明显的指示作用。研究发现,低剂量污染物暴露的时间效应较剂量效应更有指示作用,并且生物体内各生化酶系对污染物暴露的敏感性存在差异,因而在土壤污染生态毒性诊断时,选择多时段检测和多指标联合诊断,对污染暴露指示的有效性和敏感性尤为重要。     

纳米氧化锌对人胚肾HEK293细胞的遗传毒性

纳米氧化锌在人体内积蓄产生生物毒性,引起了人们对其安全性的重视.为了评价纳米氧化锌的遗传毒性,设置10、25、50、75和100 mg/L 5个剂量组的纳米氧化锌培养液与人胚肾细胞(HEK293细胞)分别接触培养12、24和48 h后,采用单细胞凝胶电泳(SCGE)试验分析纳米氧化锌对细胞DNA的损伤情况,体外微核试验检测细胞微核率.结果显示,随着培养基中纳米氧化锌浓度的增加,与对照组相比,染毒细胞头部DNA含量显著降低,尾部DNA含量、尾矩、Olive尾矩数值显著升高(P＜0.05);微核试验发现染毒组的微核率显著升高.研究结果提示,高浓度的纳米氧化锌可引起HEK293胚肾细胞DNA和染色体水平损伤,表现出遗传毒性效应,为纳米氧化锌的安全性提供了可靠的理论依据.     

[C8mim]Br对蚯蚓抗氧化系统的亚慢性毒性效应

以OECD标准的基质染毒法测定了离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑（[Csmim]Br）对蚯蚓（Eisenia foetida）的急性毒性效应和亚慢性毒性条件下蚯蚓体内CAT、SOD、GST的活性和GSH、MDA含量的变化,以期初步分析[Csmim]Br对蚯蚓抗氧化系统的作用及其毒性作用的可能机理。结果表明,[C8mim]Br对蚯蚓的7d—LD50和14d—LD50分别为206．8mg·kg-1和159．4mg·kg-1。亚慢性暴露42d后蚯蚓体内CAT的活性受到显著抑制;SOD的活性在低浓度（1～5mg·kg-1）受到抑制,高浓度（20～40mg·kg-1）被激活;在高浓度处理组（20—40mg·kg-1）GST的活性显著高于对照。10～40mg·k-1 浓度的[C8mim]Br处理组GSH的含量显著升高,各处理组MDA含量与对照相比没有差异。推测[C8mim]Br可能通过肠道吸收进入蚯蚓体内,并诱导了蚯蚓体内抗氧化系统的反馈效应。     

用彗星试验检测土壤污染对蚯蚓活体基因损伤

彗星试验,又称单细胞凝胶电泳,因其能够在单细胞水平上灵敏地检验DNA链断裂,成为研究遗传毒性效应的新技术,近年来得到重要应用。比较而言,如何利用该技术来检验土壤无脊椎动物活体基因损伤的报道则很少。本研究以丝裂霉素C(MitomycinC)为遗传毒性阳性物质,研究了用彗星试验检验赤子爱胜蚓(Eiseniafoetida)活体基因损伤的实验方法,对尾长、“彗尾”DNA含量和尾矩三个指标定量表达实验结果的敏感性进行讨论,并以污水灌溉土壤样品为例研究了污染土壤导致的蚯蚓体内DNA单链断裂。结果表明,采用彗星试验检测蚯蚓体内DNA单链断裂的基因损伤效应可以作为生物效应标志终点,尾矩和尾长作为敏感指标可以更好地表达遗传毒性物质基因损伤的剂量-效应关系。     

莫能菌素对蚯蚓的生态毒理效应

采用人工土壤法测定了不同浓度莫能菌素对蚯蚓的急性毒性和对蚯蚓生长、生存、繁殖以及超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽-硫转移酶（GSH-S）、腺三磷酸酶（ATPase）、乙酰胆碱酯酶（T-CHE）活性的影响。结果表明,莫能菌素对蚯蚓14d的LC50为75.883mg·kg-1;当莫能菌素含量达到50mg·kg-1时显著影响蚯蚓的生存（P〈0.05）,死亡率达到20%;当莫能菌素含量达到25mg·kg-1时显著影响蚯蚓的生长（P〈0.05）;药物的染毒浓度与对蚯蚓生存和繁殖的抑制存在明显的剂量-效应关系。染毒21d后,低浓度的兽药莫能菌素就能显著影响蚯蚓体内SOD、GSH-S、ATPase、T-CHE的活性,药物浓度和酶活性间具有明显的剂量-效应关系。莫能菌素对土壤动物蚯蚓显示有毒性作用,对土壤环境具有潜在的生态风险。     

蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的潜力

从三个方面综述了蚯蚓对土壤污染的指示作用:(1)通过调查污染区土壤中蚯蚓种群的数量和结构反映土壤污染情况;(2)利用蚯蚓进行生态毒理风险评价,指示污染物对土壤生态系统可能造成的危害;(3)利用蚯蚓监测土壤污染。并阐述了蚯蚓对重金属的主要耐性机制:(1)脂质过氧化保护酶系统缓解氧化胁迫;(2)分隔、固定作用;(3)螯合解毒作用;(4)溶酶体和细胞质粒抑制重金属活性。同时,分析了蚯蚓强化污染土壤修复的潜力,认为蚯蚓可以通过改善土壤理化性质、增强微生物活性、改变污染物的活性等强化污染土壤的生物修复过程。     

氯丹和灭蚁灵污染场地土壤对蚯蚓的毒性效应研究

以赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）为供试生物,氯丹和灭蚁灵污染场地土壤为供试土壤,以蚯蚓体重及体内蛋白质含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性为指标,进行了不同暴露时间（1、3、7、14 d）下场地土壤中氯丹和灭蚁灵污染胁迫对蚯蚓的毒性效应研究。结果表明,随着暴露时间的延长,蚯蚓体重在氯丹和灭蚁灵作用下受到显著抑制,蚯蚓体内蛋白质、SOD和CAT活性对氯丹和灭蚁灵响应不同,其敏感性大小为CAT〉SOD〉蛋白质;在一定暴露时间内,根据暴露-剂量效应关系,表明氯丹浓度为14.13 mg.kg-1、灭蚁灵浓度为4.14 mg.kg-1可能是使蚯蚓CAT活性达到最大值的临界浓度,同时也是SOD活性受到抑制的临界浓度,超过该临界浓度可能对蚯蚓产生生态毒性效应,这为场地风险评价和修复提供了基础数据。     

土壤中亚致死剂量毒死蜱对蚯蚓抗氧化防御系统酶活性的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为供试生物,研究了暴露于含有亚致死剂量毒死蜱的人工土壤中8周时间内蚯蚓超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性的变化。结果表明,毒死蜱对蚯蚓SOD、CAT、GSH-Px酶活性具有显著抑制。蚯蚓抗氧化防御系统酶对毒死蜱毒性具有一定的指示作用。除蚯蚓的LC50、产卵率、卵孵化率等常用的蚯蚓生态毒理学指标外,蚯蚓的SOD、CAT、GSH-Px抗氧化酶活性与实验农药的毒性效应具有相关性,但各指标在对毒性的响应敏感性上存在差异,其中,SOD、GSH-Px最为敏感,而CAT最不敏感。因此,在生态毒性诊断时,应选择不同指标作为一套指标体系相互补充,以增强污染诊断的灵敏性及长期诊断。     

地膜中酞酸酯类化合物对土壤-玉米的污染及其模型模拟

采用盆栽试验研究了不同地膜残留量处理酞酸酯类化合物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)对土壤—玉米体系的污染及模型模拟。结果表明:土壤中DBP含量0.024~0.553 mg/kg,DEHP含量在0.251~7.120mg/kg;植株中DBP含量0.222~1.434mg/kg,DEHP含量0.022~0.234mg/kg。各生育时期各处理土壤中DBP和DEHP含量变化规律相同,高倍地膜残留量处理DBP,DEHP含量高于低倍残留量。土壤中DEHP含量明显高于DBP含量,植株中DEHP含量很低。采用3次重复试验数据建立了土壤与植株中DBP和DEHP含量关系模型,模型通过了显著性检验,达到了极显著水平(p0.01)。DBP模型的最优模型为F=0.438+0.984X2ln2(X)(R=0.809);DEHP模型的最优模型为F=0.003 X3-0.025 X2+0.062 X+0.024(R=0.797)。采用与建立模型相独立的数据对模型进行了检验,DBP和DEHP最优模型的平均预测误差为17.5%和19.24%,模型计算值与实测值之间的相关系数R为0.712,0.743,模型符合程度较好。模型的建立可以为我国农田酞酸酯类化合物精准管理提供理论依据。     

蚯蚓（Eiseniafetida）细胞色素P450及抗氧化酶系对环境浓度苯并（a）芘的响应

以赤子爱胜蚓（Eiseniafetida）为供试生物,草甸棕壤为供试土壤,以蚯蚓微粒体细胞色素P450含量、抗氧化酶系以及谷胱甘肽转移酶活性为指标,进行了土壤中苯并（a）芘[B（a）P]暴露与酶活性的量-效关系研究。结果表明,在接近沈抚灌区实地污染状况B（a）P（0．1～2．0mg·kg-1）暴露下,第1、3、7以及第14d取样时,P450和SOD有较好的响应：SOD在第1、3d显著升高,而在第7、14d时降低;P450总体表现为低浓度B（a）P诱导下降低,高浓度下升高的趋势。CAT、POD以及GST的敏感性相对较差。比照其他4个指标,蚯蚓P450的敏感性更为优异,具有较好的应用前景。指标敏感性总体表现为：P450〉SOD〉CAT／POD〉GST。     

Study of oxidative stress cadmium(Cd)-induced in Eisenia fetida based on mathematical modeling

As a sensitive biological indicator, earthworms are widely used to monitor various pollutants of soil and provide an early warning for soil pollution.However, because many indices are involved in the exposure-induced oxidative stress response, practical applications of these indices are quite inconvenient.Therefore, it is appropriate to investigate the key monitoring index for use in early warning and pollution monitoring. Using Eisenia fetida as an experimental model in an indoor simulation experiment, the mathematical modelling of the effect on oxidative stress in earthworms under cadmium(Cd) stress was studied.The test lasted 40 d, with the removal of one earthworm every 10 d. The Cd~(2+)concentration gradient was set as 0, 1, 10, 20, 100, 200, 400, and 800 mg kg~(-1) dry weight. The earthworms were divided into two sections from the clitellum for the determination of total protein(TP) and peroxidase(POD), superoxide dismutase(SOD), glutathione-S-transferase(GST), glutathione peroxidase(GPX), catalase(CAT), malondialdehyde(MDA), and acetylcholinesterase(AChE)activities. Results showed that POD was the key index of oxidative stress in head tissues after 10 d of exposure, TP was the key index at 20 d, and POD became the key index again at 30 and 40 d. By contrast, in tail tissues, MDA and SOD were the key indices at an exposure time of 10 d, GPX at 20 d, CAT and TP at 30 d, and POD and MDA at 40 d. These results contribute to establishing a scientific method for ecotoxicological diagnosis and revealing the mechanism of soil Cd toxicity.     

Study of cadmium (Cd)-induced oxidative stress in Eisenia fetida based on mathematical modelling

As a sensitive biological indicator, earthworms are widely used to monitor various pollutants of soil and provide an early warning for soil pollution. However, because many indices are involved in the exposure-induced oxidative stress response, practical applications of these indices are quite inconvenient. Therefore, it is appropriate to investigate the key monitoring index for use in early warning and pollution monitoring. Using Eisenia fetida as an experimental model in an indoor simulation experiment, the mathematical modelling of the effect on oxidative stress in earthworms under cadmium (Cd) stress was studied. The test lasted 40 d, with the removal of one earthworm every 10 d. The Cd²⁺ concentration gradient was set as 0, 1, 10, 20, 100, 200, 400, and 800 mg kg^-1 dry weight. The earthworms were divided into two sections from the clitellum for the determination of total protein (TP) and peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), glutathione-S-transferase (GST), glutathione peroxidase (GPX), catalase (CAT), malondialdehyde (MDA), and acetylcholinesterase (AChE) activities. Results showed that POD was the key index of oxidative stress in head tissues after 10 d of exposure, TP was the key index at 20 d, and POD became the key index again at 30 and 40 d. By contrast, in tail tissues, MDA and SOD were the key indices at an exposure time of 10 d, GPX at 20 d, CAT and TP at 30 d, and POD and MDA at 40 d. These results contribute to establishing a scientific method for ecotoxicological diagnosis and revealing the mechanism of soil Cd toxicity.     

铅胁迫对紫穗槐光合作用及生理生化特征的影响

以紫穗槐幼苗为材料,通过盆栽试验,研究不同浓度(0、100、300、600 mg·kg~(-1))铅(Pb)胁迫条件下,紫穗槐叶片中的丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性等生理指标和光合作用参数以及叶绿素荧光参数对Pb胁迫的响应。结果表明:紫穗槐叶片中MDA含量和电解质外渗率随着Pb胁迫程度的增加呈升高趋势,Pb胁迫提高了紫穗槐叶片中抗氧化酶SOD、POD的活性;100 mg·kg~(-1)Pb胁迫处理下,紫穗槐净光合速率(Pn)显著高于对照组;Pb胁迫浓度达到300 mg·kg~(-1)时,紫穗槐抗氧化酶活性、相对叶绿素含量(SPAD值)显著升高;600 mg·kg~(-1)Pb胁迫下CAT活性开始有所降低,光合作用降低主要受非气孔限制因素的影响,对紫穗槐叶绿素荧光特性未造成严重损伤。说明紫穗槐对环境中Pb(600 mg·kg~(-1))污染的耐受能力较强。     

DNA damage and effects on antioxidative enzymes in earthworm (Eisenia foetida) induced by atrazine

To evaluate atrazine (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-1, 3, 5-triazine) ecotoxicology in soil, the effect of atrazine on the activity of antioxidative enzymes (superoxide dismutase, SOD; catalase, CAT; and guaiacol peroxidase, POD) and DNA damage induced by atrazine were investigated in earthworms. Atrazine was added to artificial soil at rates of 0, 2.5, 5 and 10 mg per kg of soil. Earthworm tissues exposed to each treatment were collected on the 7th, 14th, 21st, and 28th day of the treatment. Compared to the controls, the CAT activity was stimulated at 2.5 mg kg⁻¹ treatment except on the 14th day, and inhibited at 5, 10 mg kg⁻¹ atrazine except 5 mg kg⁻¹ on the 28th day and 10 mg kg⁻¹ on the 21st day; the overall SOD activity was inhibited, while the POD activities were stimulated by all atrazine concentrations in 28 days. The olive tail moments of single-cell gel electrophoresis of coelomocytes, as an indication of DNA damage, were increased after treatment with different doses of atrazine on the 7th, 14th, 21st, and 28th day, and significant differences were found compared to the controls. In conclusion, atrazine induces oxidative stress and DNA damage on earthworms, and the adverse effects may be the important mechanisms of its toxicity to earthworms.     

印度芥菜生理生化特性及其根区土壤中微生物对Cd胁迫的响应

通过盆栽试验研究了印度芥菜对土壤Cd污染的耐性及其生理生化特性响应。结果表明,印度芥菜对Cd胁迫表现了较强的耐性,在Cd添加量为0～200mg·kg-1的情况下,印度芥菜能够顺利发芽、生长,其生物量出现了先增后降的＂抛物线型＂变化规律,Cd主要影响其生殖生长,大量的Cd使印度芥菜延迟进入生育期。植株体内Cd浓度随土壤Cd浓度增加而升高,地上部可达7.824～102.672mg·kg-1,地下部可达0.374～191.910mg·kg-1。地上部富集系数呈逐渐降低的趋势,而地下部富集系数呈逐渐升高的趋势。转移系数为20.920～0.535,呈逐渐降低趋势。随着土壤Cd胁迫浓度的增加,印度芥菜3种酶活性均呈先增后降的＂抛物线型＂变化趋势,并且出现抗性酶活性高峰所对应的土壤Cd浓度相同,均为120mg·kg-1,在Cd高浓度水平下酶活性普遍受到抑制,在最高浓度处理时的酶活性均明显低于对照。根区土壤中微生物数量为细菌〉放线菌〉霉菌,随着Cd添加量的增加,土体内微生物的数量也增加,但当Cd添加量〉160mg·kg-1时,微生物数量下降。     

锌胁迫对菖蒲抗氧化酶活性和富集特性的影响

试验研究了不同Zn~(2+)浓度(0,100,200,500,1000 mg kg~(-1))对菖蒲的外部形态和体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶随土壤中Zn~(2+)浓度的变化以及菖蒲对土壤中Zn~(2+)富集效果。结果表明:(1)在处理浓度Zn~(2+)200 mg kg~(-1)时,三种酶的活性与对照值相比有明显的提高,植株未出现明显的外伤症状,叶片中叶绿素含量上升,未对菖蒲表现出明显的负面影响;(2)当Zn~(2+)200 mg kg~(-1)时三种酶的活性开始出现下降,下降程度与受污染的程度正相关,菖蒲出现明显外伤症状并加剧,叶片叶绿素含量不断下降,叶片中丙二醛(MDA)和脯氨酸的含量不断上升,细胞质膜透性逐渐增加。(3)菖蒲体内Zn~(2+)含量的分布规律均为根(地下部分)茎、叶(地上部分),菖蒲各器官Zn~(2+)浓度随着处土壤浓度增加而升高。(4)四种土壤酶活性都随着Zn~(2+)浓度的增加而不断下降。菖蒲可用于轻度锌污染土壤修复。     

红壤水分条件对柑橘叶片质膜透性以及活性氧代谢和保护酶活性的影响

通过盆栽柑橘控制盆内红壤不同含水量处理,研究了不同红壤水分条件对柑橘叶片质膜透性以及活性氧代谢和保护酶活性的影响.结果表明,柑橘叶片相对电导率在红壤相对含水量75% 处理时最低,并与红壤相对含水量呈显著负相关(R2 = 0.8236*,n=50);柑橘叶片丙二醛(MDA)含量随土壤水分含量的减少而显著增加,并与红壤相对含水量呈显著负相关(R2 = 0.9051*,n=50).柑橘叶片超氧阴离子自由基(O2.-)生成速率与过氧化氢(H2O2)含量在不同红壤水分条件下具有相近的变化曲线,在红壤相对含水量60% 的处理下达最大值后,随红壤水分减少或增加均呈下降趋势;O2.-、H2O2并不是引起柑橘在红壤水分亏缺或盈余胁迫状况下氧化伤害的单一原因.随着红壤含水量的变化,柑橘叶片抗氧化系统处于动态的平衡中,柑橘叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)酶活性在红壤干旱条件下都保持了较高的活性,但过氧化氢酶(CAT)活性随土壤水分减少却显著降低.     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度（0、10、25、50、100、200mg.kg-1）对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响（P〉0.05）,当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制（P〈0.05）;同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根〉茎〉叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。