【摘 要】
:
近年来,蓝藻水华频繁暴发仍是太湖最严重的水环境问题之一,而水华暴发的危害之一便是可以产生毒性极强的蓝藻毒素,对水生生物和周边居民的生命财产安全产生严重威胁。其中,微囊藻毒素(MCs)是最为常见且研究最多的一种蓝藻毒素。MCs具有明显的肝脏毒性,能够抑制生物体中蛋白磷酸酶活性,引起内质网氧化应激、DNA损伤和细胞凋亡。在蓝藻水华较为严重的区域,MCs的大量存在势必会对水生生物产生严重的毒害作用,并可
【基金项目】
:
国家自然科学青年基金项目(41907326)太湖蓝藻水华暴发期间不同功能摄食群底栖动物微囊藻毒素积累特征及其机理研究
论文部分内容阅读
近年来,蓝藻水华频繁暴发仍是太湖最严重的水环境问题之一,而水华暴发的危害之一便是可以产生毒性极强的蓝藻毒素,对水生生物和周边居民的生命财产安全产生严重威胁。其中,微囊藻毒素(MCs)是最为常见且研究最多的一种蓝藻毒素。MCs具有明显的肝脏毒性,能够抑制生物体中蛋白磷酸酶活性,引起内质网氧化应激、DNA损伤和细胞凋亡。在蓝藻水华较为严重的区域,MCs的大量存在势必会对水生生物产生严重的毒害作用,并可通过饮水和食物链的传递危及人类健康。作为太湖底栖动物中的常见优势种,铜锈环棱螺在提高湖泊水质、增加富营养化水体物种丰度以及提供水产养殖饵料方面均具有重要意义。由于铜锈环棱螺长期生活在水底且能够直接接触MCs,因此研究铜锈环棱螺在蓝藻水华暴发期的MCs的积累特征、来源和与环境因子的关系,对于加深MCs在湖泊生态系统中迁移、转化的认识,提供MCs的健康风险评价有着重要的意义。本文以铜锈环棱螺为研究对象,在2020年5月至11月,对太湖蓝藻水华严重的竺山湾中的水体、沉积物和铜锈环棱螺进行采样,以了解自然环境中铜锈环棱螺体内及其生境不同介质中的MCs含量水平、铜锈环棱螺的食物组成以及各种环境因子(p H、DO、水温)的变化情况。随后通过测定铜锈环棱螺体内抗氧化与免疫系统相关酶指标、代谢速率等的变化,分析环境因子和MCs积累对铜锈环棱螺的生理状态可能产生的影响。最后,将生境中浮游植物藻类组成作为控制因子,控制实验体系中有毒藻与无毒藻的比例,探究铜锈环棱螺的摄食特征,藻毒素积累与清除规律以及抗氧化和免疫系统的生理响应,来具体分析有无毒藻占比这一环境因子如何影响铜锈环棱螺的摄食选择性,MCs积累与生存状态。主要得到结论如下:(1)在蓝藻暴发期间,铜锈环棱螺体内MCs的积累量较高,其中肝胰腺MCs含量高于可食用部分。铜锈环棱螺体内MCs积累量与其壳高显著负相关,而与表层水和沉积物上覆水的胞内MCs浓度之间显著正相关。水草碎屑SC是环棱螺春季的主要食物来源(36.36%)、悬浮颗粒态有机物POM是铜锈环棱螺夏季秋季主要的食物来源(39.99%,38.49%),而不同食物来源的贡献率因不同季节有机质的含量的变化而改变。由食物组成可知,浮游植物中的产毒藻是铜锈环棱螺体内MCs的主要来源。由于太湖周边居民有食用铜锈环棱螺的习惯,而其可食用部分的MCs积累量较高,可能对居民造成潜在的健康风险。(2)太湖蓝藻水华期间,CAT活性未发生显著变化,而SOD活性先降低后增高,GST活性前期未显著变化而后期升高,MDA含量在5至7月下降后在后期保持稳定。LZM活性在采样期间先升高后降低,这表明水华期的多种胁迫也会刺激环棱螺产生氧化应激反应与先天免疫反应,但是长期也可能会对免疫系统造成损害。蓝藻水华期间铜锈环棱螺耗氧速率呈波动降低趋势,排氨速率在8、9月份相对较高,而其余月份较低,氧氮比在7月后骤减表明7月之前环棱螺主要以糖类与脂肪为主要代谢能量来源,而7月后蛋白质较多参与代谢过程。除SOD酶的活性与沉积物MCs含量以及表层水中的胞内MCs浓度成显著负相关外,其余生理状态指标(抗氧化与免疫系统与酶活性,代谢速率)与环境因子,生境介质和环棱螺体内MCs含量以及生物学指标之间无显著的相关关系。据此可以推测环棱螺的氧化应激、免疫反应与代谢速率的变化是生境理化因子与MCs综合作用导致的,具体的影响机制还需要进一步的室内实验探究。(3)在室内实验中,不同藻类组成条件下(包括无毒藻组,有毒藻组和混合藻组),铜锈环棱螺的清滤速率随着微囊藻比例增加先降低后升高,对微囊藻的滤食速率随着微囊藻比例的增加而先降低后升高,表明铜锈环棱螺在有毒藻所占比例不同时。在不同藻类组成下的会改变其滤食策略。MCs积累清除实验中,在积累阶段,有毒藻组环棱螺体内MCs含量高于混合藻组,有毒藻组和混合藻组中的MCs含量均呈现先增加后减少的趋势;在清除阶段,有毒藻组与混合藻组中环棱螺肝胰腺MCs含量出现波动下降趋势。在不同藻类组成条件下,抗氧化以及免疫系统相关酶活性均在积累阶段呈现先升高后降低的变化,但不同处理组之各类间酶活性无显著性差异。MDA的含量在无毒藻组中出现显著下降而在有毒藻与混合藻组无明显变化。这可能说明,有毒藻的存在会引起铜锈环棱螺的氧化应激与免疫反应,以减少机体的损伤,但有毒藻占比的变化对于抗氧化以及免疫相关酶活性没有显著影响。
其他文献
物联网行业的发展使超低功耗器件的需求愈加强烈。隧穿场效应管(Tunnel Field-Effect Transistor,TFET)因其超陡亚阈摆幅(Subthreshold Swing,SS)成为最有前途的超低功耗器件之一。但TFET在开态电流和双极性电流等方面存在缺陷,通常采用TFET和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMO
农村黑臭河道氮磷含量高,自净能力不强,极易造成黑臭物质累积。一旦水环境条件改变,污染底泥大量释放污染物质又将加剧河道水质恶化。针对农村河道底泥治理过程中修复技术效果有限和成本较高等问题,本研究调研分析了典型农村河道底泥的污染情况和分布特征,并开展污染状况评价。创新性地将秸秆基生物炭应用于农村河道底泥修复和生境构建中,探究秸秆基生物炭种类、微生物投加方式和沉水植物种类对底泥修复的影响。在此基础上,构
随着现代化建设,城市人口逐渐增多,城市规模也随之扩大,不断向城市外延扩展,因而“职住分离”的现象越来越普遍,这不仅增加了人们的通勤时间,拥挤的通勤环境也降低了出行的舒适性。尽管轨道交通、干线公交等大运量快速通行的公共交通布设在城市主要客流走廊上,满足了部分市民日常通勤和生活出行的基本需求。然而,由于轨道交通建设和运营成本较高,其线网密度极低;同时,受到道路宽度、等级的限制,在城市外围存在着一些常规
既有建筑地下增层方兴未艾,其关键工艺是土体开挖和桩基托换。桩基托换中上部荷载逐步转移到新的托换桩梁体系中。桩基托换后需对建筑底层下土体进行开挖,不可避免的造成桩侧和桩端土体的扰动和移除作用,进而造成桩极限承载能力和稳定性的降低,有些情况下桩身会出现负摩阻力,进而影响原有桩基的承载力、差异沉降和稳定性。本文基于理论分析和数值模拟,分析桩侧极限阻力在传统公式法和矩形荷载下Mindlin应力解和数值模拟
应变硅技术是现代半导体的一项关键技术,可以有效提升器件的载流子迁移率以及性能。应变硅技术已大规模应用于先进CMOS工艺中,同时功率半导体器件也可以利用应变硅技术优化导通电阻与击穿电压之间的折中关系,突破“硅极限”。SGT(Shield Gate Trench,屏蔽栅沟槽)MOSFET在分立功率半导体领域具有重要应用,目前研究者大多通过改变SGT MOSFET的结构与工艺来提升电学性能,对应变硅技术
对于处理生物电子信号的系统而言,由于生物电子信号本身幅值变化较大,同时在传播路径中受各种非理想效应的影响,往往需要可变增益放大器对输入信号进行处理,以保证后级电路可以接收到具有稳定幅值的信号。随着数字信号处理技术的快速发展,通过数字信号控制的可编程增益放大器在很多应用中逐渐替代了传统的可变增益放大器,具有良好的应用前景。本文对生物电子信号处理中的多通道宽增益调节范围可编程增益放大器进行了设计与研究
随着现代科技的发展,红外探测技术被广泛的应用于军事和民用领域。红外焦平面阵列(Infrared Focal Plane Array,IRFPA)是红外光电探测系统的重要部分,主要包括红外探测器面阵和读出电路(Readout Integrated Circuit,ROIC)。红外光电探测器负责收集目标的红外辐射,并将光信号转化为电信号,ROIC作为前端处理电路,需要将探测器产生的微弱电流信号进行放大
时钟数据恢复电路(CDR)是Serdes系统的核心模块,而压控振荡器是时钟数据恢复电路的关键模块,因此压控振荡器的功耗在整个系统的功耗中所占比例较大。要求整个锁相环系统符合JESD204B协议,达到12.5Gbps的数据传输速率。CDR电路采用1/4速率,环形压控振荡器实现多相位的输出,频率达到3.125GHz同时满足低功耗水平是研究的重点和难点。论文设计了四级伪差分环形压控振荡器,为了降低功耗并
近些年来,由于电子技术的快速发展和人们生活水平的提高,消费电子产品市场持续火热,全球市场对于开关电源的尤其是反激式变换器的需求日益增加。此外,随着世界能源愈发紧张,人们环保意识显著提高,绿色电源存在着极大的发展潜力。为了适应市场的需求,亟需研究设计一种高效率、低待机功耗的反激式变换器芯片。针对上述的要求,本文从提高电源的转换效率和降低其待机功耗两个方面进行了设计和研究。对于反激式变换器,传统提升转
随着集成电路制造工艺的不断进步,电路尺寸不断缩小,工作电压持续降低,工艺参数波动对电路性能及良率造成的影响愈发难以准确评估。尤其是对于具有数量极多重复单元的SRAM电路而言,为保证芯片的整体良率,每个SRAM单元的失效率必须极低。对于这样的小概率评估问题,传统的蒙特卡洛方法需要耗费很长的时间才能得出良率计算结果。一些常见的基于重要性采样的分析方法通常能够减少所需的样本仿真次数,加快良率评估过程,但