镉胁迫下蚯蚓(Eisenia fetida)生物标志物的应激响应研究

为研究重金属镉胁迫下蚯蚓生物标志物的响应并综合评价污染风险,设置不同浓度镉污染的人工土壤微宇宙体系,进行为期30d蚯蚓胁迫实验.比较不同镉浓度下蚯蚓生长繁殖(日增重倍数和日增殖倍数)和生化指标,包括过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性,糖原(Gn)、可溶性蛋白(SP)、丙二醛(MDA)和金属硫蛋白(MT)的含量,结果表明:日增重倍数和日增殖倍数随着镉浓度升高显著降低,镉对蚯蚓生长繁殖具有抑制作用;镉对大多数生化指标有显著影响,其中SP、CAT、MT、GST含量或活性随着镉浓度的升高而显著提升,但MDA、Gn、SOD表现出不规则变化趋势.生物标志物响应指数(BRI)和综合生物标志物响应指数(IBR)表明,环境胁迫效应随着镉浓度增加而加强.BRI显示在0.1,1和10 mg·kg-1镉浓度下,蚯蚓分别面临着轻度胁迫、较大胁迫和严重胁迫.多项生物标志物对镉有复杂的响应,相较于IBR,BRI具有操作简单、适用范围广的突出优点.     

蚯蚓对土壤中重金属的富集作用研究

通过向供试土壤中添加CuSO4、ZnSO4、Pb(Ac)2、Hgcl2:以模拟受污土壤,研究接种于其中的微小双胸蚯蚓对重金属的富集.作用.以不加重金属盐类为对照,分别研究了不同培养时间和不同重金属浓度对富集中的影响.结果表明,蚯蚓对各种重金属的富集量随着培养时间的增加而变化,且对不同重金属最大富集量的出现时间也不相同.在第2周时蚯蚓对Cu、Pb富集量达到最大,而对Zn的富集量在第4周时达到最大.与Cu.Zn、Pb的富集量相比,蚯蚓对Hg没有明显的富集作用,且对Hg的最大富集量时间不明显.在其耐受浓度范围内,蚯蚓对重金属的富集量随着重金属浓度的增加而增加,且蚯蚓对重金属的吸收顺序为:Zn>Cu>Pb>Hg.说明了微小双胸蚯蚓对Cu,Zn、Pb、Hg4种元素有一定的忍耐和富集能力,但其对重金属的忍耐和富集能力是有选择性的,说明不同重金属表现出的毒性是不一样的.研究结果初步推断,影响蚯蚓对重金属富集作用的主要原因可能是体内酶的作用,不同重金属可以从多方面干扰了动物机体内的生理生化功能.     

不同品种水稻对土壤重金属Cd吸收富集特性的研究

采用大田试验方法,在作物常规管理情况下,研究20个水稻品种对土壤镉的吸收富集特性。结果表明,在土壤镉含量为0.93mg·kg^-1的条件下,水稻糙米镉含量多集中在0.008～0.016mg·kg^-1范围内,“隆粳香3”镉含量最高,为0.047mg·kg^-1,“软玉12”镉含量最低,为0.009mg·kg^-1;同时,不同品种水稻糙米对镉的富集能力不同,“隆粳香3”糙米对镉的富集能力最强,富集系数为0.050,其次是“盐284”“昌优2号”“隆粳772”“隆粳13”“盐431”和“软玉11”,富集能力最弱的是“辽粳212”和“软玉12”,富集系数为0.010。综合考虑水稻对土壤镉吸收富集能力和产量性状指标,推荐“辽粳212”“软玉12”“辽星1号”和“辽粳401”作为该地区中、轻度Cd污染土壤上的水稻品种推广种植。     

蚯蚓对土壤中有机氯农药的生物富集作用研究

在添加有机氯农药的土壤中培养蚯蚓,确定蚯蚓对土壤中有机氯农药的富集作用。利用索氏提取、佛罗里硅土柱净化、GCMSD检测,发现蚯蚓对所添加的有机氯农药的生物富集因子为1.4～3.8,对六六六和DDE的富集作用明显。研究显示蚯蚓可作为土壤中较低浓度的有机氯污染的一种优异的指示生物。     

污泥中镉的形态分析及蚯蚓对镉的富集探讨

利用BCR三步分级提取法研究了污泥中镉的形态,并利用饲养法研究了蚯蚓对污泥中金属镉的富集效应。研究结果表明:各种污泥中Cd的含量并不高,工业污泥中Cd主要以迁移性较强的可还原态和酸溶态形态存在,而市政污泥中Cd主要以残渣态存在。蚯蚓对Cd有较强的富集能力,富集程度随污泥中Cd浓度的增加而增加,富集系数甚至高达16。蚯蚓对金属镉有一定的耐受性,当蚯蚓体内达到一定量的镉浓度后,金属镉会通过粪便排出体外。     

蚯蚓对污染物的生物富集与环境指示作用

蚯蚓在陆地生态系统中具有十分重要的功能,是污染物从土壤到生物,进而向食物链更高营养级转移的重要环节。总结了蚯蚓对土壤污染物进行生物富集的途径:扩散作用和摄食作用;分析了土壤重金属和有机污染物在蚯蚓体内的生物富集规律和蚯蚓对污染胁迫的生理响应,提出利用蚯蚓体内的敏感生理生化指标作为生物标记物对污染土壤进行生态毒理诊断的新思路。     

铜在蚯蚓体内富集及对蚯蚓急性毒性的研究

土壤中重金属铜的污染日益加剧,严重影响了土壤生态系统,并引起铜在食物链中迁移。为了评价铜的毒性,在重金属铜处理过的人工土壤中培养蚯蚓,测定铜对蚯蚓的急性毒性以及蚯蚓对铜的富集。蚯蚓生态毒理试验参照国际标准组织(ISO)和OECD指南进行。铜富集试验以各个观察时间点土壤和蚯蚓体内铜含量为试验终点,试验周期32天。铜离子含量采用原子吸收分光光度法测定。结果显示蚯蚓的半数致死浓度（LC50）为116.91 mg Cu /kg干土;蚯蚓对铜富集系数在2.55-11.93范围内,富集平衡后,线性回归方程：y=-0.9870x+1.76,相关系数r2=0.9994。试验表明铜对蚯蚓急性毒性强;蚯蚓对铜富集,富集系数的对数值与土壤铜浓度的对数值具有很好的相关性。     

蚯蚓对有机肥(牛粪)中铬镉铅金属富集作用的研究

蚯蚓被称为"生态系统的工程师",对大部分杀虫剂和重金属都具有富积作用。本试验采用外源添加重金属的方法,研究了蚯蚓对牛粪中Cd2+、Cr3+、Pb2+三种重金属离子的生物富集作用。结果表明,蚯蚓对重金属复合污染的牛粪中的Cd2+、Cr3+、Pb2+三种金属离子均有生物富集作用,蚓体在10~20d时会出现第一个金属含量高峰,随后体内金属含量有大幅的减少。在蚯蚓粪中金属含量在10~20d时会出现第一个金属含量低谷,随后蚯蚓粪内金属含量有显著提高。研究结果对于牛粪等有机废弃物的无害化处理具有重要意义。     

蚯蚓对金属元素的富集作用分析

在测定饲养在牛粪中和饲养在生活垃圾中的蚯蚓体内金属含量的基础上,采用蚯蚓饵料(牛粪)中加入亚硒酸钠和铜矿尾矿砂以喂养蚯蚓,进一步分析和比较了蚯蚓对硒和铜元素的富集作用。结果表明:饲养在牛粪和生活垃圾中的蚯蚓体内砷、汞、铅含量超过国家食品卫生标准;蚯蚓对硒和铜元素的富集能力很强,且富集铜的能力比富集硒的能力强,其最高富集硒和铜量分别为332.5mg·kg-1和1376.9mg·kg-1。     

土壤Cd污染与蚯蚓体内纤对纤维素酶活性变化的关系(英文)

采用人工土壤试验法,研究了在不同Cd暴露环境中赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)体内纤维素酶活性变化的响应。结果表明在短时间内随着Cd浓度增大,蚯蚓体内纤维素酶活性有明显的下降趋势,表现为纤维素酶活性有一定程度的抑制;随着Cd浓度增加和染毒时间延长,蚯蚓体内纤维素酶活性表现出不同程度的升高,在高浓度Cd暴露环境中,Cd对蚯蚓体内纤维素酶活性有显著的诱导作用。     

养殖南美白对虾对饲料中镉的富集规律研究

以南美白对虾为试验对象,分别研究对虾中可食部分与不可食部分对配给饲料中镉的富集规律及吸收动力学.结果表明:镉主要富集于对虾不可食部分,可食部分与不可食部分对镉的富集趋势基本一致,均随着镉质量分数的上升而增大,但不可食部分对镉的最高富集量明显高于可食部分.南美白对虾对饲料中镉的富集符合Logistic方程,回归方程决定系数都在0.97以上(p<0.05).方程拟合性好,可很好地描述南美白对虾养殖过程中对镉的富集规律.     

赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对秸秆施入后土壤有机碳和微生物的影响

蚯蚓能够通过自身生命活动和对土著土壤生物的调控作用而直接或间接影响土壤活性有机碳的变化。为探索蚯蚓影响土壤有机碳变化的机理,在混入水稻秸秆的灭菌/未灭菌土壤中接种蚯蚓(Eisenia fetida),以不接种蚯蚓的处理为对照,比较30 d微宇宙培养后不同处理土壤有机碳含量及土壤微生物群落结构的变化。结果显示,接种蚯蚓增加了土壤微生物量碳(MBC)和CO2累积排放量,但仅在灭菌土壤中存在显著性差异。接种蚯蚓对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)的影响则因土壤是否灭菌而异。末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)分析显示,在灭菌土壤中接种蚯蚓获得了更多的末端片段(TRFs),而在未灭菌土壤中蚯蚓的存在并未明显改变TRFs的数量,且接种蚯蚓与无蚯蚓的处理共享了近50%的TRFs。冗余分析(RDA)显示土壤细菌群落结构因蚯蚓是否存在而不同,但仅在灭菌土壤中接种蚯蚓的处理同时与LOC、DOC、MBC和CO2累积排放量呈较好的正相关关系。因此认为,在该实验的灭菌土壤中,来源于蚯蚓肠道的微生物可能通过快速繁殖并成为优势种进而影响土壤有机碳的变化,但这一作用在未灭菌土壤中则有可能因为土壤土著微生物的竞争作用而被削弱。     

镉在水稻根际的生物有效性

综合介绍了水稻根际土壤中的 pH值、Eh值、有机质和微生物、其它金属元素及根分泌物等因素同镉的生物有效性之间的关系。提出水稻根系具有泌氧能力 ,使其根际微环境呈氧化状态。因而 ,土壤溶液中一些还原性物质被氧化 ,如Fe2 、Mn2 形成的氧化物在根表沉积成胶膜。胶膜及其根际环境对水稻吸收镉都有一定的影响。     

赤子爱胜蚓对赤红壤铝形态的影响

【目的】研究蚯蚓添加对华南地区赤红壤酸化特征和铝(Al)形态的影响,为华南赤红壤的酸化改良提供理论依据。【方法】通过室内盆栽试验,用赤红壤培养赤子爱胜蚓Eisenia fetida 40 d后测定蚓粪和土壤pH、有机质、全氮和阳离子交换量(CEC);通过连续浸提法测定土壤各铝形态含量,包括交换态铝(Al_(Ex))、弱有机结合态铝(Al_(Orw))、有机结合态铝(Al_(Or))、无定形态铝(Al_(Amo))、氧化铁结合态铝(Al_(Oxi))、非晶态铝硅酸盐和三水铝石(Al_(Aag));采用主成分分析法研究不同处理土壤中铝的形态分布。试验以未添加蚯蚓的土壤为对照。【结果】与对照相比,蚓粪的pH提高了1.27,全氮、CEC、Al_(Or)以及交换性K、Na、Ca含量分别提高了62.16%、38.22%、355.70%、151.38%、65.38%和51.90%;蚓粪和土壤Al_(Ex)含量分别降低了50.95%和53.14%。蚓粪的pH、CEC、Al_(Or)含量和交换性K、Na、Ca含量显著高于未吞食土壤。【结论】蚯蚓可提升土壤pH和土壤Al_(Or)的含量,促进交换性Ca、Mg的释放,降低土壤Al Ex含量。     

硒在河蚬体内的富集及其对河蚬的氧化应激

通过实验室模拟的方法,以河蚬(Corbicula fluminea)为实验生物,研究了太湖沉积物中硒在河蚬体内的富集及其对河蚬抗氧化系统和过氧化产物的影响。结果显示:硒在河蚬体内的富集与沉积物中硒浓度呈线性相关,生物富集系数(Bioconcentration factor,BCF)与暴露浓度之间呈幂函数关系;随着硒暴露浓度的增大,河蚬受毒害,内脏团颜色加深;硒对河蚬内脏团的几种酶活性和过氧化产物表现出不同程度的影响。酶活性随硒浓度增大均表现为先升高后降低的趋势,其中谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和过氧化氢酶(CAT)活性对硒的响应比超氧化物歧化酶(SOD)敏感,最大响应浓度均为0.609 mg·kg-1,分别为对照组的2.84倍和4.82倍,而小于0.609 mg·kg-1和1.007 mg·kg-1的暴露浓度可显著增强CAT和GPx活性。在整个实验浓度范围内,硒对SOD活性基本都表现为增大作用,SOD活性在硒暴露浓度为1.638mg·kg-1时具有最大响应值,是对照组的2.87倍,丙二醛(MDA)含量在1.638 mg·kg-1时也具有最大响应值,但MDA的响应较复杂,在本研究中未表现出明显的响应趋势。河蚬对不同硒浓度的响应说明河蚬可作为沉积物中硒污染环境监测的有效指示生物。     

氯化镉、马拉硫磷和乙草胺对赤子爱胜蚓的单一急性毒性

以赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）为试验动物，通过人工土壤法进行了氯化镉、马拉硫磷和乙草胺3种污染物对蚯蚓的急性毒性研究，获得3种污染物对蚯蚓的14d半致死浓度（LC50）分别为97．8、178．8、952．1mg·kg^-1同时观察了不同污染物造成的蚯蚓受毒害症状。结果表明，供试污染物的浓度与蚯蚓的体重减少量之间呈极显著线性相关。     

菲、芘对蚕豆的氧化胁迫和DNA损伤

以菲和芘为多环芳烃(PAHs)的代表物,以超氧化物歧化酶(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,研究了菲、芘对蚕豆的氧化胁迫;利用彗星实验分析了菲、芘对蚕豆DNA的损伤效应;将蚕豆幼苗根经抗氧化剂维生素E预处理后,暴露于菲、芘污染,研究了DNA损伤与氧化胁迫间的关系。结果表明,供试条件下菲、芘污染导致蚕豆幼苗SOD、POD、CAT活性提高和MDA含量上升,且MDA含量与菲、芘浓度均显著正相关;蚕豆根尖细胞DNA损伤随菲、芘暴露浓度的升高而增大,0~50 mg·kg-1菲污染条件下彗星图像尾矩(TM)值从46.41μm(阴性对照)增加到122.04μm(50 mg·kg-1菲污染处理),增大了162.96%。50mg·kg-1芘暴露下TM值从阴性对照的44.30μm增至110.36μm,增大了149.21%。经抗氧化剂维生素E预处理,蚕豆的DNA损伤程度减小。综上可知,菲、芘对蚕豆产生氧化胁迫并造成根尖细胞DNA损伤,菲、芘诱导的DNA损伤与氧化胁迫有关。     

腐植酸对四溴双酚A在金鱼藻体内的富集及氧化胁迫的影响

通过室内静态模拟实验,研究了在不同浓度的腐植酸(Humie acid,HA)条件下,四溴双酚A(tetmbromobisphenolA,TBBPA)在金鱼藻中的生物富集及对金鱼藻氧化胁迫的影响.结果表明,HA的存在降低了TBBPA在金鱼藻中的富集;低浓度HA及0.5mg·L-1TBBPA共存条件下,金鱼藻组织中自由基强度、还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性均恢复到对照水平;加入高浓度的HA及0.5 mg·L-1TBBPA,金鱼藻组织中自由基强度显著增加,GSH含量受到抑制,SOD活性受到显著诱导;氧化型谷胱甘肽含量没有显著差异.考虑TBBPA的生物有效性和生态毒性时,不能忽视环境因子如HA的影响.     

赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响

为研究赤子爱胜蚓对乙草胺污染土壤微生物群落的影响,本实验通过土壤酶测定法、传统平板计数法以及高通量测序法对自然土壤(S)、乙草胺污染土壤(SA)以及蚯蚓处理乙草胺污染土壤(SAE)的微生物群落进行了分析。研究发现,田间推荐使用剂量的乙草胺(5 mg·kg~(-1))使SA中过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性下降,但可提高土壤脲酶和碱性磷酸酶的活性,蚯蚓对受乙草胺抑制的土壤酶活性有提升作用,这种促进作用在实验中期最为明显,培养第14 d时蚯蚓处理组(SAE)过氧化氢酶、脱氢酶和蔗糖酶的活性相较于SA处理组分别上升了4%、14%和53%。乙草胺对细菌数量的抑制作用主要发生在实验前期(第3 d),对真菌的抑制作用持续到了整个培养周期结束(30 d)。蚯蚓的加入对细菌和真菌数量的恢复都有一定的促进作用,第3 d和第14 d时SAE中细菌和真菌数量分别增加35%和39%。SAE处理组土壤的pH相较于SA处理组更接近于中性,可溶性有机碳含量更高,这些性质都为土壤微生物提供了适宜的生长环境,从而促进乙草胺污染土壤中微生物数量和活性的恢复。对不同处理土壤的高通量测序结果表明,在门水平上,乙草胺主要使Proteobacteria、Actinobacteria以及Chytridiomycota丰度下降,而使Acidobacteria和Zygomycota丰度上升。蚯蚓能够改善乙草胺污染土壤中的微生物物种组成情况,使其更接近于未污染状态,以上实验结果说明蚯蚓对乙草胺造成的微生物毒害有修复作用。在属水平上,少数微生物比如Sphingomonas、Fusarium、Gaertneriomyces和Pyrenula等能够受到乙草胺刺激而丰度增加,这些微生物可能参与到了乙草胺的微生物降解过程中。     

氧化应激在镉致大鼠肝细胞凋亡中的作用

 【目的】探讨氧化应激在镉诱导大鼠肝细胞凋亡中的作用。【方法】采用两步灌流法获得大鼠肝细胞,经过24 h培养,用醋酸镉处理细胞,或者Z-VAD-fmk、NAC和镉共同处理细胞。应用MTT法检测细胞存活率,流式细胞仪检测细胞凋亡率、细胞内ROS水平和线粒体膜电位,分光光度法检测caspase-3活性、GSH和MDA含量。【结果】结果表明,肝细胞暴露于浓度为2.5、5、10 μmol•L-1的镉后,细胞相对存活率显著下降（P＜0.01）,凋亡率显著或极显著升高（P＜0.05或P＜0.01）,呈剂量-效应关系;2.5和5 μmol•L-1镉组在1.5 h之前导致细胞内ROS水平显著或极显著升高（P＜0.05或P＜0.01）;镉暴露可使肝细胞Δψm显著或极显著降低（P＜0.05或P＜0.01）;NAC能够显著减少镉引起的凋亡细胞数量和极显著降低凋亡率（P＜0.01）,可以显著降低单独镉暴露组ROS水平升高和阻止ΔΨm降低（P＜0.05）;细胞内GSH含量12 h时随镉剂量增高而降低,部分剂量组极显著低于对照组（P＜0.01）,24 h时随剂量增高而升高,部分剂量组显著或极显著高于对照组（P＜0.05或P＜0.01）;细胞内MDA含量随着镉浓度的增大而升高,10 μmol•L-1剂量组MDA的含量显著高于对照组（P＜0.05）;未见caspase-3活性升高,caspase抑制剂Z-VAD-fmk对镉致细胞凋亡无影响。【结论】醋酸镉致肝细胞凋亡与其引起ROS产生并导致氧化损伤的非caspase途径有关。