手性污染物在环境中的对映体选择性

手性污染物在环境中的对映体选择性降解以及由对映体的差异所引起的环境效应:毒性效应和干扰内分泌等愈来愈引起人们的关注,但国际上对环境中的手性污染物的研究刚刚起步。该文就手性的基本概念、手性污染物的分离与分析技术、对映体选择性降解、环境毒性效应等进行了全面的阐述。     

手性农药的对映体拆分及选择性环境行为研究进展

手性农药进入环境后其对映体的环境行为表现出差异性,研究手性农药的对映体结构及选择性环境行为对发展高效低风险农药具有重要意义。对国内近10年来结晶拆分法、酶拆分法、液液萃取拆分法、化学拆分法、色谱拆分法等方法在手性农药对映体拆分中的应用,以及手性农药在水体、土壤、动植物体等手性环境中的选择性环境行为研究进展进行了综述,并对其趋势进行了展望。     

3种三唑类杀菌剂对映体对镰刀菌的选择性活性

【目的】研究3种三唑类杀菌剂对映体对3种镰刀菌Fusarium spp.的杀菌活性。【方法】采用生长速率法,测定戊唑醇、腈菌唑和苯醚甲环唑各对映体对串珠镰刀菌F.moniliforme、再育镰刀菌F.proliferatum和禾谷镰刀菌F.graminearum的杀菌活性,并分析各对映体EC50值。【结果】3种三唑类手性杀菌剂对映体对供试串珠镰刀菌、再育镰刀菌和禾谷镰刀菌菌株的杀菌活性存在差异,(-)-戊唑醇(+)-戊唑醇,二者杀菌活性相差32~208倍;(+)-腈菌唑(-)-腈菌唑,二者杀菌活性相差1.4~6.4倍;在苯醚甲环唑对映体之间,(2R,4R)-苯醚甲环唑活性最高,4个对映体之间的杀菌活性相差3.7~15.5倍。【结论】3种三唑类手性杀菌剂对映体对串珠镰刀菌、再育镰刀菌和禾谷镰刀菌的杀菌活性均表现出选择性差异,(-)-戊唑醇、(+)-腈菌唑和(2R,4R)-苯醚甲环唑表现出较高的杀菌活性。本研究结果可为筛选活性高的杀菌剂、减少农药使用提供理论参考。     

土壤中甲氰菊酯对映体选择性降解的研究

甲氰菊酯是一种重要的拟除虫菊酯类杀虫刺,含有1个手性中心、2个对映异构体.为了进一步阐释甲氰菊酯的环境行为和生态效应,对它的生态风险做出更准确评价,利用手性液相色谱法研究了甲氰菊酯在石家庄大田中的对映体选择性降解情况.结果表明,甲氰菊酯的降解表现出一定的对映体选择性,高活性的S-甲氰菊酯降解速度快于R-甲氰菊酯,同时按一级动力学模型计算出甲氰菊酯的降解半衰期为13.15 d.施加单一高活性的S-甲氰菊酯时,在降解过程中存在向R-甲氰菊酯转化的现象,试验中R-甲氰菊酯生成的最大量为0.1μg/g,转化率为13.88％,由于转化率较小,对S-甲氰菊酯的活性影响不大,按甲氰菊酯总量计算出的降解半衰期为11.79 d.     

土壤中高效氟氯氰菊酯对映体选择性降解的研究

高效氟氯氰菊酯是一种常用的拟除虫菊酯杀虫剂,含有氟氯氰菊酯的一个顺式和一个反式异构体,每个顺反异构体又含有一对对映体,因此共4个对映体。为了更深入地了解和阐释高效氟氯氰菊酯及相关拟除虫菊酯化合物在环境中的转化与归趋,并对其环境风险进行更有效的评价,采用室内避光培养方法,研究了土壤中高效氟氯氰菊酯对映体选择降解情况。结果表明,在华北碱性黄土中,高效氟氯氰菊酯的降解存在一定的异构体转化现象,并且反式体的降解快于顺式体。进一步的手性测定表明降解存在明显的对映体选择性,4个对映体的降解半衰期分别为17.16、28.41、8.74和12.67d,顺式体和反式体的的对映体浓度比值(ER值)分别从实验开始的0.99和1.03减小为实验结束的0.64和0.48,反式体对映体的选择性要高于顺式体。     

喹禾灵对映体对大型溞毒性的手性选择性

喹禾灵含有R-对映体与S-对映体,其中只有R体有除草活性,S体是不具有除草活性。目前,喹禾灵都以R体的形式(精喹禾灵)生产并应用。为研究喹禾灵与精喹禾灵对水生生物的手性选择性毒性,对喹禾灵与精喹禾灵进行了大型溞急性和21 d慢性毒性试验,慢性毒性试验观测了大型溞的存活率、生长速度、产卵量、产卵时间等生物学指标。研究发现,喹禾灵和精喹禾灵对大型溞48 hEC50分别为8.44 mg/L和6.08 mg/L,为中毒;大型溞21 d慢性毒性试验对照组未发现冬卵现象,但喹禾灵在高浓度0.50 mg/L时出现的雄溞;母溞产第一胎后,在显微镜下观察幼溞,未发现异常;精喹禾灵和喹禾灵对大型溞的产卵时间、产卵数以及母蚤脱皮次数均有不同程度的影响,且二者在脱皮次数、产卵时间和产卵数等方面有显著差异,对于大型溞体长差异不大、不同浓度的处理组之间差异也不明显。试验结果表明喹禾灵与精喹禾灵对斑马鱼毒性有显著的手性选择性。     

超临界流体色谱串联质谱法研究葡萄中乙虫腈对映体的选择性降解

为探索乙虫腈对映体在葡萄中的消解动态,利用超临界流体串联质谱(SFC-MS/MS)建立一种简单、灵敏、绿色的手性分析方法用于检测葡萄中的乙虫腈对映体。在负离子扫描喷雾下,使用OD-3手性柱,以二氧化碳/异丙醇(90/10,v/v)为流动相,柱温30℃,流速为1.8 mL·min^-1,背压为2 000 psi时,乙虫腈对映体得到完全分离。采用改进的QuEChERS方法检测葡萄中乙虫腈对映体,该方法的平均回收率均为86.2%～111.6%,LOQ为10μg·kg^-1。结果表明：在葡萄中,R-(+)-乙虫腈优先降解,导致S-(-)-乙虫腈相对富集。研究结果可为评估乙虫腈对映体的环境风险提供支持。     

嗜盐石油烃降解菌Halomonas sp.1-3降解石油烃特性研究

为研究嗜盐石油烃降解菌在石油烃污染修复中的应用可行性,研究了来自胜利油田油泥中的一株嗜盐石油烃降解菌Halomonas sp.1-3在不同NaCl浓度条件下的生长特性及对石油烃的降解特性。结果表明:菌株在NaCl浓度低于6%条件下培养时表现为延滞期短,快速达到稳定期后随即进入衰亡期;中高盐度(≥9%)条件下培养时延滞期延长,达到稳定期的时间滞后,但稳定期时间长。低盐条件下菌株对石油烃的降解启动快,但不持续;当NaCl浓度为5%~10%时,菌株对石油烃有长效的降解,NaCl浓度为5%时菌株对石油烃降解率最高,对C₁₀~C35不同碳数石油烃的降解率为55%~85%;当NaCl浓度大于10%时,随着NaCl浓度的升高降解率迅速降低,其中碳链较短的石油烃(C₁₀~C₁₄)降解率呈明显下降趋势,而长链石油烃(C₂₉~C₃₆)降解率呈上升趋势。研究表明,菌株Halomonas sp.1-3在盐碱环境中对石油烃具有良好的降解效果。     

嗜硫小红卵菌HNI-1菌剂对水稻白叶枯病和细菌性条斑病的防效

为明确嗜硫小红卵菌HNI-1菌剂对水稻细菌性病害的防治效果,试验以感病品种玉针香为供试水稻品种,通过田间小区试验研究了该菌剂对水稻白叶枯病和细菌性条斑病的防治效果,结果表明：2.0亿CFU/m L嗜硫小红卵菌HNI-1悬浮剂100、200、300 mL/667m²处理对水稻白叶枯病的防效在末次药后14 d为56.76%～69.48%,其中300 mL/667m²处理的防效高于对照药剂20%噻菌铜悬浮剂100 mL/667m²处理,但差异不显著;3种浓度药剂对水稻细菌性条斑病的防效在末次药后14 d为62.49%～72.98%,且300 mL/667m²处理的防效显著高于对照药剂处理。这表明嗜硫小红卵菌HNI-1菌剂具有防控水稻细菌性病害的应用潜力。     

沉默SOCS3对TNF-α诱导3T3-L1前体脂肪细胞凋亡的抑制作用

【目的】运用si RNA沉默小鼠前体脂肪细胞3T3-L1的细胞信号负调控因子3基因(SOCS3),探讨SOCS3在肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导3T3-L1细胞凋亡中的作用。【方法】体外培养3T3-L1细胞,用0,20,40,60,80,100,150,200 ng/mL TNF-α处理细胞24 h后,观察细胞凋亡情况。利用脂质体LipofectamineTM2000,用化学合成的SOCS3小干扰RNA(si RNA)转染3T3-L1细胞,用100 ng/mL TNF-α刺激24 h,荧光显微镜下观察细胞凋亡的变化,RT-PCR检测SOCS3、c-myc和survivinmRNA的表达情况。【结果】SOCS3 si RNA抑制了3T3-L1细胞中SOCS3 mRNA的表达(P<0.05)。与空白对照组相比,SOCS3 si RNA组的SOCS3 mRNA表达量极显著减少,c-myc和survivinmRNA的表达水平极显著或显著升高,而脂质体组和阴性对照组无显著差异。【结论】体外试验结果证明,靶向抑制SOCS3基因表达可以有效抑制TNF-α诱导的3T3-L1细胞凋亡。     

环丙沙星对睾丸酮丛毛单胞菌CT1降解4-氯硝基苯作用的影响

为了研究环境中抗生素对4-氯硝基苯(4-chloro-1-nitrobenzene,4-CNB)生物降解的影响,本文选用9种高效降解4-CNB的菌株开展试验,并通过药敏试验研究了18种常用抗生素对菌株CT1的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)。采用4-CNB-环丙沙星联合培养,研究了不同浓度环丙沙星作用下菌体浓度、细胞活性、总超氧化物歧化酶(SOD)及降解性能的变化。结果表明:睾丸酮丛毛单胞菌CT1降解4-CNB效率最高,27℃9 h降解效率为98.4%±0.2%。仅6种抗生素存在MIC值,其中环丙沙星的MIC值最低,为4μg·mL~(-1);链霉素MIC最高,为64μg·mL~(-1)。加入低浓度环丙沙星(1/4 MIC),菌体浓度和细胞活性显著降低,4-CNB降解率下降至87.0%±3.3%,环丙沙星浓度高于最小抑菌浓度(4 MIC)时,菌株生长受到极大抑制,4-CNB降解率仅为35.7%±3.9%。SOD酶活结果显示,加入环丙沙星能显著降低菌体细胞的SOD酶活力,引起活性氧对菌体的损伤,因此环丙沙星导致的菌体细胞内SOD酶活力降低可能是4-CNB生物降解受到抑制的主要原因之一。     

胡杨PeXTH基因的克隆及其转基因烟草的抗镉性分析

【目的】克隆胡杨木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PeXTH,并研究该基因和植物抗Cd2+性之间的关系。【方法】利用RT-PCR方法从胡杨中克隆一个木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因PeXTH,将该基因的全长cDNA克隆到植物表达载体pGreen0029上,然后通过农杆菌介导法,将重组表达载体转入烟草,并对转基因烟草的抗Cd2+能力进行初步分析。【结果】PeXTH基因的开放阅读框(ORF)长867bp,含ATG起始密码子和TAG终止密码子,编码由288个氨基酸组成的蛋白;多重氨基酸序列比对结果显示,PeXTH蛋白含有木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTHs)的保守催化活性域DEIDFEFLG和N-糖基化位点NLSG;Real-Time PCR检测结果表明,PeXTH基因已经成功在2个转基因株系(L6和L14)中过表达;Cd2+胁迫后,转基因烟草根组织中积累的Cd2+含量显著高于野生型,而叶组织中积累的Cd2+含量明显低于野生型;Cd2+胁迫下,转基因烟草叶片的相对电导率显著低于野生型,但抗氧化酶活性、营养元素含量、叶片净光合速率和蒸腾速率等生理指标都要明显高于野生型。【结论】PeXTH基因的过表达提高了烟草对Cd2+的抗性,为进一步深入研究PeXTH基因在植物抗Cd2+机制中的作用奠定了良好基础。     

植物内生放线菌Hhs.015T对油菜菌核病的防治效果

为有效地防治油菜菌核病,通过试验筛选得到一株植物内生放线菌Hhs.015^T,可显著抑制病原菌菌丝生长和菌核萌发。将Hhs.015^T的菌悬液和无菌上清液分别于接种前1 d、接种同时和接种后1 d 3个时期喷施油菜叶片和茎秆。结果表明,Hhs.015^T菌悬液和无菌上清液对油菜菌核病的防效之间不存在显著性差异,而不同喷施时期的防治效果则以接种同时喷施叶片的防效最好,菌悬液和无菌上清液防效分别可达91.06%和85.22%。大田试验中,于初花期喷施Hhs.015^T发酵液的防效可达41.27%,稀释后防治效果逐步降低。通过扫描电镜观察发现,Hhs.015^T对油菜菌核病菌菌丝生长具有明显抑制作用,并引起菌丝原生质体外渗、顶端膨大等现象;在菌丝侵染叶片时,能明显减少菌丝量,减缓侵染垫的形成,从而抑制菌丝的入侵。可见,植物内生放线菌Hhs.015^T具有较好生防潜力,可用于油菜菌核病的防治工作。     

内生贪铜菌的分离鉴定及其对铜污染含羞草生长的影响

【目的】研究贪铜菌及其与含羞草(Mimosa pudica)形成的共生体对重金属铜污染的抗性,为重金属污染环境的微生物修复提供参考,丰富功能菌株资源库。【方法】自含羞草根瘤中分离得到菌株HXC-8,扩增该菌株的16S rDNA序列,对其进行鉴定,并对其进行生理生化特性测定,研究菌株HXC-8对重金属铜的耐受性及去除率。此外,设置接菌组（含羞草种子在HXC-8菌悬液中浸泡6 h、自然阴干1 h）和未接菌组（含羞草种子在蒸馏水中浸泡6 h、自然阴干1 h）,将2组含羞草种子在Cu²⁺质量浓度分别为0,50,100,150,200,250,300,350,400 mg/L的混合营养液中培养,分析菌株HXC-8对铜胁迫下含羞草种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】16S rDNA基因序列分析结果显示,菌株HXC-8为贪铜菌属（Cupriavidus sp.）细菌,将其命名为“贪铜菌HXC-8”。生理生化特性测定结果显示,贪铜菌HXC-8为革兰氏阴性菌,能分泌活性较高的H₂O₂酶和淀粉酶,不产生纤维素酶,不适合在肉汁培养基上生长,在糖代谢过程中无混合酸发酵,属于快生型内生菌。随着Cu²⁺质量浓度的升高,贪铜菌HXC-8的生长受到了抑制,该菌对Cu^2＋的耐受量是0～150 mg/L。当Cu^2＋质量浓度为25~150 mg/L时,随着菌液中Cu^2＋质量浓度的增大,贪铜菌HXC-8对铜的去除率逐渐降低,其中Cu^2＋质量浓度为25 mg/L时,贪铜菌HXC-8对铜的去除率最高,为97.93%。在0~400 mg/L Cu²⁺胁迫下,随Cu²⁺质量浓度的升高,未接菌组和接菌组含羞草种子萌发率均无显著变化,但种子活力指数明显下降;未接菌组和接菌组含羞草幼苗鲜质量、根长、茎长及株高均明显降低。当Cu²⁺质量浓度为0～300 mg/L时,接菌组与未接菌组含羞草幼苗鲜质量、根长、茎长、株高均无显著差异;当Cu²⁺质量浓度为350~400 mg/L时,接菌组幼苗以上指标均明显大于未接菌组。【结论】贪铜菌HXC-8对铜具有一定的耐受性,能够降低环境中游离态的Cu²⁺,可减缓重金属铜对含羞草生长的胁迫。     

Ca2+对Cd2+胁迫下板蓝根种子萌发及幼苗抗氧化酶活性的影响

研究了Cd²⁺（10 mg·L^-1、30 mg·L^-1）胁迫下不同浓度Ca²⁺（0、80、160、320 mg·L^-1）对板蓝根种子萌发、幼苗抗氧化酶系统及蛋白质含量的影响。结果表明：低浓度Ca²⁺（80、160 mg·L^-1）可缓解Cd²⁺毒害,显著提高板蓝根种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数,促进蛋白质含量的增加,提高SOD、POD、CAT活性,且160　mg·L^-1 Ca²⁺缓解效果最好,缓解能力随Cd²⁺浓度的升高有所下降;高浓度Ca²⁺（320 mg·L^-1）与Cd²⁺作用,反而抑制了板蓝根种子的萌发,幼苗的POD、SOD、CAT活性及蛋白质含量下降。低浓度Ca²⁺可以显著提高板蓝根的抗性,对Cd²⁺毒害起缓解作用,高浓度的Ca²⁺与Cd²⁺对板蓝根种子起协同毒害作用。     

干酪乳杆菌对雏鸡十二指肠发育的组织学影响

为探究干酪乳杆菌对雏鸡十二指肠黏膜组织结构和功能及发育的影响,采用组织化学和免疫组织化学方法,以450只1日龄SPF健康雏鸡为试验对象,随机分成6个组,每组5个重复,每个重复15只雏鸡。结果表明:1)干酪乳杆菌预防组、治疗组及预防治疗组的肠绒毛高度分别比沙门氏菌攻毒组显著增高了19.04%、10.68%和12.21%;2)与鸡白痢沙门氏菌攻毒组相比,干酪乳杆菌预防组的绒毛高度与隐窝深度的比值(V/C)显著升高23.94%;3)干酪乳杆菌预防组、治疗组的增殖细胞核抗原(PCNA)含量显著高于沙门氏菌攻毒组;4)干酪乳杆菌预防组、治疗组、预防治疗组杯状细胞数量分别比沙门氏菌攻毒组显著升高72.26%、67.74%、65.32%。综上,饲喂干酪乳杆菌进行预防能够显著提高雏鸡十二指肠绒毛高度、V/C值、PCNA含量及杯状细胞数量,提示干酪乳杆菌能有效维护雏鸡肠道健康,减轻鸡白痢沙门氏菌对肠道黏膜组织结构的损害,促进肠道发育。     

CYP11A1、CYP17A1、CYP19A1基因在小尾寒羊下丘脑-垂体-卵巢轴的表达

为揭示类固醇生成相关基因CYP11A1、CYP17A1、CYP19A1在绵羊多羔繁殖中的作用,以不同繁殖力小尾寒羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术检测CYP11A1、CYP17A1、CYP19A1基因在小尾寒羊大脑、小脑、下丘脑、垂体、子宫、卵巢、输卵管中的表达。结果表明:CYP11A1基因主要在小尾寒羊卵巢、输卵管、子宫内表达;CYP11A1基因在单羔小尾寒羊卵巢的表达极显著低于多羔群体(P0.01),在子宫的表达量极显著高于多羔群体(P0.01);CYP17A1基因主要在小尾寒羊卵巢、输卵管、下丘脑表达;CYP17A1基因在多羔小尾寒羊群体下丘脑、子宫的表达量显著低于单羔群体(P0.05)。CYP19A1基因主要在小尾寒羊卵巢、下丘脑表达。本究结果提示CYP11A1、CYP17A1基因可能参与小尾寒羊多羔性状的调控。     

施氏假单胞菌YC-YH1对甲基对硫磷的降解及其代谢产物检测

利用实验室已获取的菌株YC-YH1对甲基对硫磷进行降解,以高效液相色谱结合质谱分析(HPLC-MS)测定菌株YC-YH1对甲基对硫磷的降解速率并检测其代谢产物,通过基因克隆研究菌株YC-YH1对甲基对硫磷降解的分子机制,同时分析代谢产物对菌株YC-YH1生长的影响.结果表明,菌株YC-YH1为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),能够高效降解甲基对硫磷,其同时含有甲基对硫磷水解酶基因mpd和有机磷水解酶基因ophC2.经质谱分析确定,菌株YC-YH1将甲基对硫磷水解为对硝基苯酚和二甲基硫代硫酸酯,其中对硝基苯酚显著抑制YC-YH1的生长.综上,施氏假单胞菌YC-YH1能够高效地降解甲基对硫磷,但对硝基苯酚作为其代谢产物对YC-YH1的生长存在显著抑制作用.     

二穗短柄草DREB1G基因表达模式分析和在拟南芥中的异源过量表达

CBF/DREB基因是一类植物特异性转录因子,通过调控下游抗逆相关基因的表达,在植物逆境胁迫应答过程中发挥重要作用。为了研究新型的禾本科模式植物二穗短柄草DREB基因的功能,克隆BdDREB1G的cDNA序列,分析该基因在各种非生物胁迫条件下的表达,构建过表达载体,获得转基因拟南芥。结果表明:高温、低温和水杨酸胁迫处理显著诱导BdDREB1G的表达,暗示该基因响应高温和低温胁迫。初步观察结果说明,该与野生型拟南芥相比,转基因植株生长发育迟缓。这些为研究该基因响应非生物胁迫的功能奠定基础。     

芦苇对人工盐碱湿地中Na+的吸收与转运特征

以芦苇为材料,通过构建人工盐碱湿地研究芦苇对Na~+的转运特征及Na~+在湿地系统中的分布特征。实验设置4个处理,CK、T1(浇灌100 mmol·L~(-1)的盐水)、T2(浇灌200 mmol·L~(-1)的盐水)及T3(浇灌300 mmol·L~(-1)的盐水),于不同时间测定各处理下芦苇地上及地下部分Na~+与K~+含量,计算Na~+/K~+及二者的转移系数,从而分析湿地盐分对芦苇体内Na~+、K~+平衡的影响及芦苇对Na~+的转运特征;测定土壤及水体中Na~+与K~+的含量,计算去除率,分析芦苇对湿地的脱盐作用。结果显示:与CK相比,高浓度(T3)Na Cl处理使芦苇地上及地下部分Na~+含量最终分别增加了6.09倍和1.61倍,地上及地下部分K~+含量分别降低了26.88%和18.10%。地上部分Na~+/K~+随处理时间逐渐升高,地下部分则相反。CK及T1的Na~+转移系数为0.30~0.86,随处理时间延长而减小;T2及T3的Na~+转移系数为0.51~0.91,随处理时间延长而增加。芦苇对处理组土壤Na~+及K~+的去除率分别为11.0%~13.4%和3.8%~9.8%,对处理组水体Na~+及K~+的去除率分别为42.7%~51.6%和6.8%~74.2%。研究结果表明,盐胁迫会影响芦苇体内的Na~+、K~+平衡,芦苇能有效地吸收Na~+,将Na~+从植物地下部分转运到地上部分。芦苇对湿地具有一定的除Na~+脱盐作用,且高浓度Na~+的存在会影响芦苇对K~+的吸收及去除。