微囊藻毒素对水生生物的生态毒理学研究进展

微囊藻毒素是由蓝藻的部分属产生的具有肝毒性的环肽化合物，是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素．作者根据微囊藻毒素对水生生物的生态毒理学相关领域的最新研究进展，对微囊藻毒素的产生及理化性质、毒性机理、生物积累与迁移、对水生态系统各级食物链包括水细菌、真菌、浮游植物、大型水生植物、浮游动物、底栖动物、鱼类的毒性效应等作了较全面的评述，并提出该领域未来研究的主要方向．     

纳米材料的微生物效应研究进展

近年来随着纳米材料在诸多领域的广泛应用,其生物安全性引起了人们极大的关注.本文在纳米材料生物效应研究结果的基础上,简述了纳米材料的微生物效应及其应用价值,着重论述了几种典型微生物检测纳米材料生物效应的研究进展,同时归纳了纳米材料微生物安全评价方法,讨论了利用微生物高通量筛选纳米材料毒性效应的优势,最后对纳米材料微生物效应研究进行了展望.     

纳米材料生物安全性研究进展

初步归纳了国外对纳米材料,如纳米颗粒、碳纳米管、纳米聚四氟乙烯、碳颗粒、固体脂质纳米颗粒、包覆DNA的纳米颗粒、半导体量子点等的毒性研究;同时也介绍了国内对磁性纳米材料、硅壳类纳米材料、齿科桩钉用纳米SiO2／S-Gf／EAM复合材料等的毒性研究进展．如下几个方面应引起重视：由于粒径减小造成的毒性增强;材料外包被和性质的改变带来的毒性变化;不同染毒方式造成的毒性差异;纳米材料的毒性作用机制等．     

纳米材料毒性机制及其影响因素

纳米材料以其独特的物理化学性质被广泛应用到工农业和人们生活的各个领域,随着纳米材料的生产加工和使用,纳米材料可以经过大气循环、水循环、生物循环进入生态环境,进而侵染生物体,影响人类健康.因此,纳米材料的毒性问题日益受到人们的关注,而纳米材料毒性机制和影响因素是纳米材料毒性研究的热点问题之一.目前,氧化应激和炎症反应是解释纳米材料毒性的两种主要机制,此外,越来越多的研究表明自噬也是纳米材料毒性的一种潜在机制,并且自噬可能与氧化应激和炎症反应相互关联.另一方面,纳米材料的物理化学性质如尺寸、形状、表面修饰等对其毒性产生重要影响.本文首先概括了纳米颗粒进入环境及侵染生物体的方式,分析纳米材料引起生物和环境毒性的机制,最后对影响纳米材料毒性的因素进行深入探讨,以期为纳米毒理学研究提供帮助.     

铜在海洋食物链中的积累转移和致毒效应

研究了海水中铜在亚心扁藻(Ptotymonas suboordiformis)、褶皱臂尾轮虫(Brachionus pli-catilis)和斑节对虾(Penaeus monodon)组成的食物链中的积累转移规律和致毒效应,通过在不同培养条件下,生物的相对细胞数或相对个体数(以对照实验的百分率表示)的动态变化,讨论铜对食物链各生物生长的影响,确定铜的抑制效应波度(BC_(50)),根据铜的生物相积累量、转移率的变化,分析铜在各生物体的积累量与毒性效应的关系,探讨了铜在本食物链传递的主要途径。     

CuO纳米颗粒对鲤鱼的急性毒性作用研究

随着纳米材料的广泛应用,纳米颗粒可以通过许多途径进入水生生态系统并对其中的生物产生潜在的影响,最终对人类的健康产生危害。CuO纳米颗粒对水生生物食物链上主要的代表生物均有毒性。CuO纳米颗粒(10nm)对鲤鱼的96h急性毒性作用研究表明,CuO纳米颗粒对鲤鱼的毒性随浓度的增加而增加,但其毒性作用不明显。鲤鱼暴露于CuO纳米颗粒之后会发生行为异常,主要表现在浮力控制异常、活性降低和粘液分泌增加。     

纳米材料的应用

纳米材料由于其特征的结构层次具有表面效应。小尺寸效应，量子尺寸效应。宏观量子隧道效应等特性，使拥有了一系列新颖的物理和化学特征，在众多研究领域中具有非常重要的应用价值。文中结合自己的工作对纳米材料的发展及应用进行了综述。     

斑马鱼在纳米毒理学研究中的应用概述

随着纳米科技的发展,纳米材料的应用愈加广泛,其环境排放量日益增大,因此环境中纳米材料的生态安全与健康风险越来越受到重视.在毒理学研究应用上,斑马鱼(Danio rerio)作为模式生物的优势十分明显,本文对此进行了总结.然而,如何利用不同生长阶段的斑马鱼对纳米材料进行毒理学研究还在探索之中,相关研究尚集中于毒性终点的描述,致毒机制的挖掘还不够深入,毒性评价还未成体系且缺乏规范.已有研究表明,纳米材料的物理化学特性(例如化学组成、尺寸、形状、表面性质和溶解特性)对斑马鱼毒性效应的影响显著,归纳分析了近十年来的相关研究成果.最后对斑马鱼的纳米毒理学最新研究进展进行归纳汇总,介绍目前这方面研究的难点与空白,并对斑马鱼纳米毒理学的未来研究进行展望.     

土壤—植物系统铅污染现状与修复技术的研究

土壤受到铅污染后会导致农作物生长受阻，产量降低、品质下降,并且通过食物链影响人体多个系统和器官，特别是对儿童神经系统的危害性更大．植物对土壤铅的吸收主要和土壤的理化性质有关．铅污染土壤的修复方法很多，但各有利弊，在选择修复方法时，要结合多方面因素综合考虑，因地制宜，综合应用，选择最经济、有效的修复方法或其组合。     

烟碱类农药对水生生物的毒理研究进展

对烟碱类农药在水体中残留情况及对水生生物产生的直接和间接影响的研究进行了综述。重点对水生脊椎类动物(鱼类、两栖类)及非脊椎类动物(蜉蝣、大型蚤)的急性和慢性毒性,及通过生物群落、食物链因素对鱼类种群层面的间接影响研究进行了总结,认为烟碱类农药对于水生脊椎类生物的急性毒性远小于非脊椎类生物,同时在低浓度下其对水生生物具有长期的慢性毒性和影响。通过对已有研究数据的分析,讨论了烟碱类农药在风险评价过程中的间接影响效应,指出通过食物链富集及传递作用,烟碱类农药对于非靶标生物的群落和种群数量具有重要的影响。     

纳米材料在基因治疗中的研究进展:从肿瘤治疗到新冠病毒疫苗

基因治疗作为一种精准有效的策略,可用于治疗包括癌症在内的多种疾病以及预防病毒性感染疾病．然而,基因治疗中使用的核酸药物自身不稳定性和大尺寸阻碍了它们的广泛应用．纳米材料因其免疫原性低、可控性好、易于进行表面修饰等特点,已被证明是基因治疗中最有前途的载体之一．特别是新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情爆发以来,与传统疫苗不同的mRNA疫苗备受关注,而脂质纳米颗粒（LNP）作为该疫苗的递送系统发挥了至关重要的作用,展现了纳米材料巨大的应用前景．本文概述了基因治疗的主要类型;介绍了基于脂质的纳米颗粒、基于聚合物的纳米颗粒、无机纳米颗粒及新型纳米材料如碳点等核酸递送平台;强调了其在肿瘤治疗和COVID-19核酸疫苗中的最新研究进展;提出了纳米材料用于基因治疗的挑战与前景．      

纳米材料对水中病原微生物的控制研究进展

 近年来,水资源的微生物安全性逐渐引起关注,传统的消毒技术（如氯消毒、紫外消毒）已不能满足社会发展的需求,纳米材料的迅速发展为水中病原微生物控制技术的革新提供了良机。本文综述了近年来利用零价金属纳米材料（如银、铁）、金属氧化物纳米材料（如二氧化钛）和碳基纳米材料（如碳纳米管）等纳米材料控制水中病原微生物的研究现状,分析了纳米材料去除水中病原微生物的机理,从纳米材料自身特性（如尺寸、化学组成、化学结构和表面修饰等）、微生物（如微生物种类、微生物初始浓度等）和环境条件（如pH值、溶解氧等）3个方面阐述了影响纳米材料去除水中病原微生物的主要因素,指出了纳米材料在去除病原微生物的应用中存在的问题,展望了纳米材料在水中病原微生物去除方面的发展方向。     

雅鲁藏布江巨柏分布区植物群落特点、分布与环境解释

在植物群落和环境特征的野外调查观测基础上，通过双向指示种分析(TWINSPAN)聚类和典范对应分析(CCA)排序的方法，研究了巨柏(Cupressus gigantea)分布区植物群落分布及与环境的关系．结果表明:巨柏分布区植物群落结构简单，可分为3类，包括巨柏群落、巨柏-白莲蒿(Artemisia sacrorum)群落和高山松(Pinus densata)群落．CCA排序结果显示:第1排序轴与海拔和土壤含水量、密度、质地关系显著，主要反映水热和土壤条件的影响；第2排序轴与纬度、坡向和土壤磷含量、年降雨量、土壤全钾、土壤氮磷比相关，主要反映土壤营养、降水和光照条件的变化．影响该区域群落分布变化的主要原因是海拔和坡向变化造成的水热差异，以及土壤理化性质的不同．巨柏群落、巨柏-白莲蒿群落、高山松群落分布的主要海拔范围分别为3 000~3 400、>3 400~3 500、>3 500~3 600 m．研究结果为深入认识巨柏分布区的植物群落环境特征提供了科学参考，有助于更加有效地保护巨柏植物资源．      

中国水稻生产中Cd吸收及其健康风险的有关问题

环境中Cd的迁移及其对生物和人的毒性问题是环境科学关于重金属行为研究的重点和热点问题。土壤-植物(作物)-食品-人的迁移途径在人类对环境Cd的暴露中占主要地位,发达国家对土壤和食品中Cd的限量作出了严格的规定。主要对最近十多年来关于水稻Cd吸收与籽粒积累及其影响因素的研究进行了综述,分析中国水稻生产中存在稻米Cd积累与食物健康风险问题,讨论了其与我国水稻生产的发展趋势、主产区稻田的土壤环境问题的关系。     

高通量测序揭示某石化固废填埋场污染对土壤微生物群落结构和功能的影响

石油化工行业产生大量固体废物,包含有毒有害污染物,其填埋处置可能对周边环境造成潜在危害,亟待开展石化固废填埋场对周边环境的影响研究．本文选择中国北方某石化固废填埋场作为研究对象,采用16S rDNA和宏基因组高通量测序技术揭示填埋场土壤微生物群落结构和功能特征,评估其对周边土壤微生物的影响．研究结果表明:填埋场土壤微生物群落结构较背景点存在差异,属水平上,Solirubrobacter等丰度降低;Mycobacterium、Sphingomanas、Arthrobacter和Bradyrhizobium等丰度增加;同时其微生物群落功能也区别于背景点,直系同源蛋白簇（COG）注释到高丰度的生物学功能,不仅有助于维持微生物正常的生理活动,也可帮助其适应外源污染胁迫;与背景点相比,填埋场土壤差异表达的基因功能与微生物对于污染胁迫的降解反应及毒性响应相关．填埋场构筑的防渗墙以及低渗透性介质条件能够有效地降低填埋场污染对于周边土壤微生物群落结构和功能的影响．相关性分析证实污染胁迫,特别是多环芳烃污染胁迫,是填埋场土壤微生物群落结构和功能改变的重要原因．      

Autophagy as new emerging cellular effect of nanomaterials

The biosafety issue of nanoscale materials is getting more and more attention with their increasing manufacture and application.In the research of cellular effects and underlying mechanisms related to toxicity of nanomaterials,most emphasis were placed on processes such as apoptosis,metabolic inhibition and oxidative stress.Recent evidence suggests that autophagy is part of the biological effects by nanomaterials and various kinds of nanomaterials are capable of disturbing the autophagic process.This review will highlight the importance of autophagy as an emerging mechanism of nanomaterial toxicity and the implication in the therapy of autophagy-related diseases.We summarize current research status of interaction between nanomaterials and autophagic pathways.It is of note that nanomaterials can either induce or block autophagy,which result in similar phenotype but completely different biological consequence.It is therefore important to perform comprehensive analysis of the whole autophagic flux in the future research.     

黄河三角洲底栖动物群落分布及与环境的关系

以水生食物网中地位关键的大型底栖无脊椎动物为研究对象，于2018年8月在黄河口、大汶流管理站的淡水补给区（HR、DR）、潮汐区（HT、DT）和黄河故道及现行黄河区域（YR）设立28个水文节点进行定量采集，获取生物样本1 908个，共3门6纲18目38科，共计48个分类单元，以节肢动物（58.33%）为优势门类，丰度和生物量呈现潮汐区多于淡水补给区，区域各样地湿地的群落结构差异显著．基于环境因子和群落组成的样地等级聚类分析发现，3个生境类型与3个群落类型虽有重叠（重合度分别为44.44%，0%，53.33%）但不完全吻合．进一步冗余分析发现pH和电导率（EC）分别与中华蜾蠃蜚（Corophium sinense）、秀丽白虾（Palaemon modestus）、光滑河蓝蛤（Potamocorbula laevis）等优势种的分布呈显著相关．证明黄河三角洲底栖动物群落分布呈现较大的空间异质性，环境物种变异系数高达80%以上，部分水文节点的底栖动物资源需要进行优先恢复．      

抚仙湖上游土壤重金属污染负荷计算及来源解析

通过定量方法计算污染物负荷、开展污染源解析,是进行环境管理、风险防控以及污染治理的重要依据,也是制定环境保护政策的重要前提．本文应用逸度模型开展澄江县抚仙湖上游地区土壤重金属污染负荷计算,预测模拟抚仙湖区域环境中重金属分布状态．在此基础上,利用非负约束因子模型和化学质量平衡模型耦合开展污染源解析研究．结果表明:抚仙湖上游澄江县区域重金属主要存储在土壤介质中,占总量的80%以上;土壤中重金属主要来源于工业生产和化肥农药的使用,分别占40.16%和40.79%,是区域重金属污染防控管理的重点．污染负荷及来源解析结果能够为该地区环境质量评估及污染防控提供科学的数据支撑．      

无机纳米颗粒在植物转化中的应用

随着纳米生物技术的发展,基于纳米材料构建基因载体的植物转基因技术,逐渐成为一类具有划时代意义的创新性高效植物转基因技术。笔者综述了羟基磷灰石、硅、碳纳米管、量子点、磁性纳米颗粒等无机纳米颗粒在植物转化中的应用,并比较了这些纳米载体的优势及存在的问题。分析认为,不同纳米材料对受体植物细胞的影响、纳米材料及其构建的载体入胞机制等基础理论问题迫切需要进一步阐明,入胞途径的细胞生物学和生理生化过程需要进一步实证,开发可定向输送目的基因到特定细胞或细胞器的安全高效新载体、目的基因的高效释放和功能激发等,将是未来一段时间内纳米植物生物技术研究的主要方向。