虾夷扇贝内脏团对镉的富集特性及生理响应

【目的】对虾夷扇贝(Mizuhopectenyessoensis)内脏团中镉的富集特性进行研究,并分析镉暴露后与镉胁迫相关的基因在内脏团中的表达。【方法】采用人为添加镉的方法使虾夷扇贝进行镉暴露,原子吸收分光光度计测定各组织中镉含量,实时荧光定量PCR技术检测过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和热休克蛋白70(HSP70)基因在虾夷扇贝内脏团中的表达。【结果】虾夷扇贝内脏团比其他组织富集了更多的镉(P=0.004),在含400μg/L Cd海水中暴露7 d和10 d后,扇贝内脏团中的Cd质量分数由62μg/g(干基)分别增加到180和217μg/g(干基);内脏团中抗氧化酶CAT、SOD和GPx以及热休克蛋白HSP70在200μg/L Cd暴露7 d后的基因表达量也显著增加(P 0.05)。【结论】内脏团是虾夷扇贝富集镉的重要组织,内脏团中CAT、SOD、GPx和HSP70对扇贝镉的防御有重要作用。     

珠江磨刀门河口枯季叶绿素a环境因子驱动分析

【目的】分析珠江磨刀门河口浮游植物叶绿素a及其驱动因子的潮周期变化,并揭示叶绿素a的环境影响机制。【方法】基于珠江磨刀门河口2017年枯季(1月13-20日)水文水质多要素同步观测数据,采用主成分分析(PCA)和结构方程模型(SEM)确定浮游植物叶绿素a与多个环境因子的关系并量化各因子的驱动作用。【结果】磨刀门水道浮游植物叶绿素a浓度变化范围为0.77～10.92μg/L,口门处变化为0.70～9.01μg/L,磨刀门河口动力驱动下浮游植物叶绿素a的潮周期差异显著。盐度、含沙量和氮磷营养盐亦随潮汐涨落差异显著,而水温无明显潮周期变化。【结论】外海水团对氮营养盐的稀释混合作用强于磷营养盐,而悬浮泥沙对磷营养盐的吸附作用强于氮营养盐。与氮营养盐相比,溶解态磷相对不足,限制磨刀门河口浮游植物的生长。径流(营养盐、悬沙等为代表)、潮流(盐度为代表)对河口浮游植物的影响机制不同,其中氮磷营养盐和水温起着直接作用,而悬沙和盐度间接影响浮游植物叶绿素a的变化。     

海洋环境微型塑料的研究现状和问题

【目的】提供海洋环境中微型塑料污染治理的研究思路,促进海洋微型塑料持续污染问题的改善。【方法】综述了目前海洋微型塑料的种类、调查方法、统计与鉴定方法、毒理研究。【结果】目前大部分研究只是针对其在海洋环境中的含量和分布进行调查,这不能从本质上解决目前已经存在的大量微型塑料带来的海洋生态危害问题,海洋微型塑料的分类和调查方法还需不断完善,海洋微型塑料污染的治理和生态危害估算方式还需不断创新。【结论】对现有的微型塑料对海洋生态的影响提出减少海洋微型塑料污染的有效途径。     

海洋软黏土大直径沉桩贯入挤土效应

【目的】研究海上沉桩贯入软土地基诱发的挤土效应。【方法】利用有限元大变形RITSS程序,通过大量的参数分析,对海洋地基桩基础贯入引起的挤土效应、土体破坏机理、周围土体的水平和隆起位移,以及挤土效应的影响范围展开系统研究。【结果】将数值模型与锥形桩(圆锥贯入仪)经典理论解进行比对,获得了较好的一致性。对大量数值仿真结果进行统计,获得在海洋地基中沉桩时土体的径向位移和垂直隆起高度的定量化描述,桩周土在1~3倍圆桩半径范围内最大水平位移为0.26R。【结论】提出关于水平位移和隆起高度的计算公式,能够预测沉桩对临近土体扰动的影响范围,能较为准确地评估多桩系统中沉桩对临近桩基础的影响。     

海洋聚球藻多样性及时空分布特征研究进展

【目的】建立对海洋聚球藻多样性及生物地理分布的系统认识,为海洋聚球藻的生态演替及功能研究提供理论参考。【方法】综述了海洋聚球藻的生态多样性、遗传多样性、空间分布特征及季节演替特征。【结果】海洋聚球藻各亚型呈现出一定的时空变化规律,其主要影响因素有营养盐、海流及光强等。【结论】在环境要素对聚球藻的影响及机理、各类群间相互作用及海洋动力过程对聚球藻的影响及机理等方面还需进一步加强研究。     

珠江口海域营养盐和叶绿素a的时空分布特征

【目的】研究珠江口海域营养物和叶绿素a的时空分布特征。【方法】根据2015年5月(春季)、8月(夏季)和10月(秋季)3个季节的现场调查资料,通过对3个季节浮游植物Chl-a以及包括氮磷比在内的营养结构进行综合分析,深入探讨珠江口海域浮游植物Chl-a的时空变化调控机制。【结果】珠江口海域各季节营养盐呈高氮低磷分布,3个季节N︰P均值49.6。叶绿素a季节差异明显,夏季叶绿素a含量是春季的2倍、秋季的9倍。【结论】春季浮游植物生长受温度影响较大,夏、秋两季由于外海水的入侵导致磷限制比较显著;DIN能满足各季节浮游植物生长的需要,珠江口海域浮游植物生长对于磷营养盐的响应要优于氮营养盐。     

硫对地球表层生态系统中镉迁移转化影响的研究进展:以土壤-植物系统为例

硫作为植物体内蛋白质、多种酶和其他生理活性物质的重要组成成分,具有不可替代性,是作物生长必需营养元素。由于硫元素的化学特征及其特殊的生理功能,使得硫在地表生态系统的迁移转化过程中与重金属元素镉的生态环境效应产生一定的耦合作用,并直接或间接影响镉在土壤-植物系统中的迁移和累积。在一定土壤环境条件下,硫通过价态变化直接与重金属元素镉发生作用,影响镉的生物有效性; 另外,硫可通过影响植物根表铁锰胶膜的形成改变镉在土壤中的迁移性; 其次,借助植物体内有机硫化合物的合成间接影响镉在植物体内不同部位的迁移与积累。目前硫对土壤-植物系统中镉迁移积累影响的研究结果不尽一致,两种元素的相互作用存在多向性和复杂性,这可能与土壤环境条件、植物根际微域差异等因素有关,且相关综述性的工作较少。因此,本研究综合国内外相关研究,介绍了硫与镉在土壤-植物系统中的交互作用,并分析了硫影响下镉在土壤-植物系统中迁移累积的相关机制及成因,为硫素及其化合物应用于重金属镉污染农用地土壤的治理及其安全利用提供参考。      

海洋弧菌鉴定与分类相关功能基因研究进展

【目的】探究功能基因在海洋弧菌物种鉴定中的作用,为海洋弧菌多样性研究以及致病性弧菌的监测和防控提供参考。【方法】根据已有的弧菌分类学研究成果,阐述16S rRNA基因、管家基因和毒力基因等相关功能基因在海洋弧菌鉴定与分类研究中的应用进展。【结果】16S rRNA基因和功能基因可用于海洋弧菌的分类学及其快速检测鉴定的研究,对致病性弧菌的诊治具有重要的意义。【结论】功能基因和16S rRNA基因在海洋弧菌菌种鉴定中的广泛应用,提高了海洋弧菌种间分类的准确性,对海洋弧菌的多样性研究以及水产养殖和人类健康的风险评估有重要价值。探索新型功能基因在海洋弧菌分类学研究和快速鉴定中的应用有现实意义。     

镉在棕壤上的吸附过程及其对土壤酶活性的影响

土壤对镉的吸附过程是影响镉在土壤溶液中的浓度、迁移性、潜在毒性的重要因素。土壤微生物活性作为土壤质量的重要指标之一,对土壤重金属的含量具有较好的指示作用。该文研究了重金属镉在棕壤中的吸附过程,及在此过程中土壤酶活性的变化。结果表明,随着溶液中Cd2+含量的增大,两种土壤对Cd2+吸附量逐渐增大,且吸附反应符合Freundlich模型。随着镉初始浓度的增加,土壤中脲酶和过氧化氢酶的活性均出现抑制现象,其中脲酶对镉的反应更加敏感。     

斜生栅藻对全氟辛酸和Zn2+联合胁迫的生理生化响应

【目的】探究全氟辛酸(PFOA)与重金属锌(Zn²⁺)单一及联合暴露对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应和作用机制,为全氟化合物(Perfluorinated compounds,PFCs)和重金属在水生生态系统中的联合风险评估提供理论基础。【方法】将1×10⁶mL^-1斜生栅藻分别在0～16 mg/L Zn²⁺、0～350 mg/L PFOA单一处理组及0～1.5 TU联合处理组暴露96 h,分析暴露条件对斜生栅藻的细胞浓度、藻细胞叶绿素a(Chl a)、总蛋白(TP)含量、抗氧化系统、细胞外部形态、转化氨氮能力、Zn²⁺与PFOA去除率等指标的影响。【结果与结论】处理96 h,Zn²⁺与PFOA单一胁迫抑制斜生栅藻生长的半最大效应质量浓度(96 h-EC₅₀)分别为14.17 mg/L和198.98 mg/L;二者联合胁迫96 h-EC₅₀为0.97 TU,作用模式为部分相加作用...     

Enzyme responses and lipid peroxidation in gills and hepatopancreas of clam Mactra vereformis, following cadmium exposure

To assess the toxicity of heavy metal pollution to marine intertidal shellfish, enzymatic responses and lipid peroxidation were investigated in the clam Mactra vereformis exposed to cadmium under laboratory conditions. Three antioxidant enzymes (superoxide dismutase, SOD; catalase, CAT; glutathione peroxidase, GPx), two immune defense enzymes (acid phosphatase, ACP; alkaline phosphatase, ALP), and one lipid peroxidation product (malondialdehyde, MDA) were measured in the gills and the hepatopancreas of the ...     

化学诱导对2株海洋真菌次级代谢产物及其生物活性的影响

【目的】以2株海洋真菌为研究对象,探究不同种类及浓度的化学表观遗传修饰剂对其次级代谢产物化学多样性和生物活性的影响。【方法】基于化学表观遗传修饰策略,采用两种不同的化学表观遗传修饰剂5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azaC)和丁酸钠,分别对Penicillium sp.019和Aspergillus terreus ZN4-5-4两株海洋来源真菌进行表观遗传修饰。通过观察真菌在培养基中的生长状态变化,并根据薄层层析(TLC)指纹图谱、高效液相色谱(HPLC)图谱、乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH)自由基清除和卤虫致死活性筛选模型等技术手段,从中筛选出代谢产物丰富、AChE抑制活性与抗氧化活性产物丰富且毒性小的发酵培养条件。【结果】添加1 mmol/mL的丁酸钠诱导剂可使菌株019和ZN4-5-4的次生代谢产物的种类增加,且同时能提高该菌株次级代谢产物的AChE的抑制活性和DPPH自由基清除活性。因此,确定菌株019和ZN4-5-4的最优发酵条件均是添加浓度为1 mmol/mL丁酸钠的PDB培养基。【结论】化学表观遗传修饰策略指导下,添加诱导剂5-azaC或者丁酸钠对2株海洋真菌次生代谢产物的产生有影响。     

STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN SPECIATION OF HEAVY METALS AND THEIR ECOTOXICITY——I. TOXICITY OF Cu, Cd , Pb AND Zn IN SEAWATER TO THREE MARINE ALGAE IN THE PRESENCE OF DIFFERENT COMPLEXATION AGENTS

Heavy metal is a main pollutant in the marine ecosystem . so study on the effect of heavy metal on phytoplankton is important . Algae (Chaetoceros sp . , Dunaliella sp . ., Dicrateria zhanjiangenis Hu . var . sp .) were laboratory cultured to observe the effect of heavy metals on their growth . The effect of different metal ion concentration , the detoxication effect of complexation agents and the growth of algae in different media and different nutrition levels were studied to evaluate the effect of metal speciation . It is proved that trace amount of heavy metals can stimulate the growth of algae cells but that high concentration is lethal . The sequence of toxicity is Cd2+>Zn2+>Pb2+ . In ordinary nutrition conditions , the detoxication sequence of complexation agents to Chaetoceros sp . is EDTA > sodium salicylate > sodium oxalate > sodium citrate > sulfanilic acid > O-phenanthroline . This is in good conformity with the stability constant sequence of these agents with copper and good evidence that t     

薄层自流式光生物反应器研制及微藻培养效果评价

【目的】针对跑道池光生物反应器光照比表面积小、产率低、耗水量大等问题,设计一种新型薄层自流式光生物反应器。【方法】使用Solidworks软件进行三维建模设计,建立该新型反应器的微藻培养系统,并与跑道池光生物反应器进行微藻培养中试对比评价试验;建造一套薄层自流式反应器的微藻大规模培养系统,并以同株栅藻(Scenedesmus sp.)为培养藻种,进行4批次的培养试验,评价该反应器的微藻培养效果。【结果】所设计薄层自流式反应器光径减小,光照比表面积,藻液混合程度提高;中试试验结果表明,薄层自流式反应器中栅藻的生长速率明显高于同期跑道池光生物反应器,生物质浓度显著高于跑道池反应器,单位面积产率(每天单位占地面积的产量)升高13%,薄层式反应器的耗水量约低于跑道池反应器6倍。大规模培养试验表明,薄层自流式反应器的微藻生物质产率明显高于跑道池反应器,微藻生物质产率单日高达0.86 g·L^-1·d^-1,占地面积产率达43.5 g·m^-2·d^-1,最终生物质浓度达2.31 g·L^-1,远高于跑道池光生物反应器最高生物质质量浓度(约0.01~0.6 g·L^-1)。【结论】薄层自流式光生物反应器一定程度上克服了跑道池光生物反应器的缺点,收获微藻的生物质产率和浓度高。     

盐酸普鲁卡因诱导下海洋真菌Hypocrea lixii次级代谢化学成分

【目的】通过化学诱导方法从一株海洋真菌Hypocrea lixii中获得多样化的活性小分子化合物。【方法】对菌株在盐酸普鲁卡因的化学诱导作用下进行固体发酵,代谢产物采用硅胶减压柱层析、Sephadex LH-20以及pHPLC等手段分离纯化,对化合物运用NMR、MS等波谱学技术并比对文献进行结构鉴定,采用Ellman比色法及DPPH自由基清除法对化合物进行初步抗乙酰胆碱酯酶(AChE)和抗氧化活性测试。【结果】从海洋真菌Hypocrea lixii在盐酸普鲁卡因诱导下的发酵提取物中分离得到4个异黄酮类化合物,包括6'-O-crotonylgenistin(1)、Genistein(2)、Daidzein(3)和Genistin(4),以及对氨基苯甲酸甲酯(5)、对羟基苯丙酸(6)和胞嘧啶(7),其中化合物1和6为该种中首次报道,化合物5为生物转化来源首次报道,化合物2~4可能源自培养基。在100μmol/L剂量浓度下,化合物1~4对AChE的抑制以及DPPH自由基的清除活性均较弱,化合物5和6显示了相对强的AChE抑制活性,抑制率分别为40%和38%。【结论】盐酸普鲁卡因对该菌次级代谢产生了显著的影响,为深入研究该菌株化学诱导次级代谢产物提供基础。     

Study on the relationship between speciation of heavy metals and their ecotoxicity

Heavy metal is a main pollutant in the marine ecosystem, so study on the effect of heavy metal on phytoplankton is important. Algae (Chaetoceros sp.,Dunaliella sp.,Dicrateria zhanjiangenis Hu. var. sp.) were laboratory cultured to observe the effect of heavy metals on their growth. The effect of different metal ion concentration, the detoxication effect of complexation agents and the growth of algae in different media and different nutrition levels were studied to evaluate the effect of metal speciation. It is proved that trace amount of heavy metals can stimulate the growth of algae cells but that high concentration is lethal. The sequence of toxicity is Cd²⁺>Zn²⁺>Pb²⁺. In ordinary nutrition conditions, the detoxication sequence of complexation agents toChaetoceros sp. is EDTA >sodium salicylate>sodium oxalate >sodium citrate>sulfanilic acid>O-phenanthroline. This is in good conformity with the stability constant sequence of these agents with copper and good evidence that toxicity of metal ion is related to its activity and not to its total concentration. Project supported by the Fund of Excellent Young Teachers of State Educational Commission of China.     

波纹龙虾胚胎对五种生态因子的适应性

【目的】研究波纹龙虾(Panulirus homarus)胚胎对生态因子的耐受能力,为龙虾繁殖提供数据。【方法】采用封闭静水实验方法和常规生物急性毒性实验法。在温度(30±0.5)℃,盐度30,pH(8.10±0.1)和溶解氧(DO)为(5.0±0.5)mg/L条件下,分别进行温度、盐度、pH的骤变和渐变对波纹龙虾胚胎存活影响研究;根据急性毒性预实验结果设置等对数间距浓度值,进行氨氮和亚硝酸盐氮对波纹龙虾胚胎的急性毒性实验。【结果与结论】波纹龙虾胚胎发育的温度、盐度和pH耐受范围分别为7~36℃、15~45和5.8~9.4;波纹龙虾胚胎适宜温度为15~30℃,适宜盐度为30~35,适宜pH为7.0~8.5;氨氮和亚硝酸盐氮毒性效应与浓度和暴露时间呈正相关。氨氮和亚硝酸盐氮暴露24~96 h,波纹龙虾胚胎存活率组间存在显著性差异(P<0.05)。氨氮对波纹龙虾胚胎24、48、72和96 h的半致死浓度(LC₅₀)分别是180.46、61.11、41.87、26.58 mg/L,安全浓度(SC)为2.66 mg/L;亚硝酸盐氮对波纹龙虾胚胎24、48、72和96 h的LC₅₀分别是839.50、423.75、214.48、135.41 mg/L,SC为13.54 mg/L。     

Variations of antioxidant enzyme activity and malondialdehyde content in nemertean Cephalothrix hongkongiensis after exposure to heavy metals

The antioxidant enzyme activity and malondialdehyde (MDA) content of Cephalothrix hongkongiensis were studied to assess variations in the biochemical/physiological parameters of nemerteans under heavy metal stress. Worms were exposed to copper, zinc and cadmium solutions at different concentrations, and the activity of three antioxidant enzymes, catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and glutathione peroxidase (GPX), and MDA content were measured. The results show that the activity of each enzyme changed immediately after exposure to heavy metals. CAT was invariably inhibited throughout the experimental period, while the SOD activity was significantly elevated by exposure to Cu²⁺ for 48 h, but then decreased. SOD was inhibited by Zn²⁺during the first 12 h of exposure, but activated when exposed for longer periods. Under Cd²⁺ stress, SOD activity decreased within 72 h. GPX activity varied greatly, being significantly increased by both Cu²⁺ and Zn²⁺, but significantly inhibited by Cd²⁺ in the first 12–24 h after exposure. MDA content increased on Cu²⁺ exposure, but normally decreased on Zn²⁺ exposure. MDA content followed an increase-decrease-increase pattern under Cd²⁺ stress. In conclusion, the antioxidant system of this nemertean is sensitive to heavy metals, and its CAT activity may be a potential biomarker for monitoring heavy metal levels in the environment.     

CO2协同低温有水对卵形鲳鲹麻醉保活效果的影响

【目的】探究二氧化碳CO₂麻醉协同低温对卵形鲳鲹有水保活的影响,延长卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)的保活时间。【方法】研究保活过程中CO₂质量浓度、麻醉时间、麻醉温度和鱼质量水比对卵形鲳鲹有水保活时长的影响;在最佳麻醉保活条件下,测定其血清生化指标、肌肉及肝脏氧化应激指标及代谢指标。【结果】卵形鲳鲹在16℃、100 mg/L CO₂水溶液中麻醉3 min其麻醉效果最佳。在15℃低温下进行有水保活,鱼水质量比为2∶1,存活时间最长,为(359±2)min,此条件下复苏率达100%。经过CO₂麻醉协同低温有水保活后的卵形鲳鲹血清谷草转氨酶(GOT)活性显著升高(P<0.05)、尿素氮(BUN)和甘油三酯(TG)含量上升,血糖含量下降。肌肉中的乳酸脱氢酶(LDH)活性显著上升(P<0.05),乳酸(LD)和糖原含量上升,过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量下降;肝脏中的LDH活性显著上升(P<0.05)、CAT活性和LD的含量上升,MDA和糖原的含量下降。【结论】CO₂协同低温有水对卵形鲳鲹有较好的麻醉效果,有助于保活运输。在保活过程中卵形鲳鲹通过提升能量代谢水平和抗氧化能力应答环境应激,在一定程度上影响卵形鲳鲹保活过程的存活时间。