纳米ZnO和常规ZnO、ZnSO4对斑马鱼毒性效应的比较

为比较纳米ZnO、常规ZnO和ZnSO_4对斑马鱼氧化应激毒性的强弱,探究纳米ZnO的毒性作用与其释放的Zn2+和本身特性的关系,研究了纳米ZnO、常规ZnO、ZnSO_4对斑马鱼肝脏、肠、鳃组织中抗氧化酶活性及炎症凋亡基因表达的影响。实验将斑马鱼分别暴露于纳米ZnO、常规ZnO、ZnSO_4水体中,在4、24和96 h后,用分光光度法检测斑马鱼肝脏、肠、鳃中过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、活性氧自由基(ROS)的变化;采用荧光定量PCR技术,测定实验组中肝脏、肠和鳃中Bax、Bcl-2、TNF-α及IL-6的mRNA相对表达量。结果显示,纳米ZnO、常规ZnO、ZnSO_4均引起斑马鱼各组织的氧化应激反应,且使组织中凋亡基因和炎症基因表达水平发生变化,激活生物体内的细胞坏死和细胞凋亡途径,引起细胞死亡或机体炎症,其中纳米ZnO的致氧化损伤作用最强。研究表明,纳米ZnO对斑马鱼的氧化应激毒性强于常规ZnO和ZnSO_4,而纳米颗粒本身特性是导致纳米ZnO毒性作用的主要原因。     

环境中纳米TiO_2对拟南芥生长及相关基因表达的影响

为探讨环境中纳米TiO_2毒性产生的机制,本试验以拟南芥为材料,研究不同浓度(0.05、0.10、0.50、1.00、1.5 0 mg·L~(-1))的纳米二氧化钛(TiO_2)对拟南芥种子萌发、生长和相关基因转录水平的影响。结果表明,与对照组(CK)相比,1.00 mg·L~(-1)和1.50 mg·L~(-1)纳米TiO_2处理下,种子的发芽率、发芽势及发芽指数均受到抑制;幼苗株高、叶面积、叶绿素含量降低,根长、根系活力均呈上升趋势;根中植物生长素吲哚乙酸(IAA)含量呈上升趋势,脱落酸(ABA)含量呈下降趋势。在1.50 mg·L~(-1)处理下,叶片中IAA和ABA含量分别呈下降和上升趋势。Lhcb3、CAO、Rubisco、RCA基因mRNA表达量呈先上升后下降趋势。纳米TiO_2可以减缓拟南芥种子的萌发,抑制光系统II活性、碳同化和光合碳代谢,降低光合作用效率,进而抑制拟南芥的生长。本研究结果为探讨纳米TiO_2对植物毒性影响的分子机理及其在生态环境中的生物效应提供了理论依据,也为纳米材料环境安全评价提供了参考。