栉孔扇贝抗氧化酶基因的克隆与表达分析

扇贝是我国海水养殖的重要品种，但自1994年以来，养殖扇贝陆续爆发的大规模死亡，不但造成了巨大的经济损失，而且直接威胁到现有产业的生存和发展。扇贝病害的不断爆发以及病因的多样性迫切要求制定新的疾病防治措施和开发新型的抗菌物质。因此，深入研究扇贝免疫防御机制，探讨提高机体抗病力的有效途径和方法，改良种质和培育抗病品系，无疑是解决目前困扰扇贝养殖业健康可持续发展的必经之路。 抗氧化酶可以清除活性氧，是维持机体内氧环境平衡，抵抗外界环境影响的重要免疫因子。本研究采用大规模 EST 测序方法和同源克隆的方法，结合 cDNA 末端快速扩增（RACE）技术，从栉孔扇贝中克隆到了超氧化物岐化酶(Superoxide dismutase，SOD)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GPX）等抗氧化酶基因的全长 cDNA序列，并对其基因结构进行了分析。同时，用实时定量PCR方法对这三个基因在健康扇贝血淋巴细胞、肾、鳃、肌肉、性腺等组织和在分别用鳗弧菌，溶壁微球菌和假丝酵母处理扇贝后不同时间段的表达差异情况进行了研究。 超氧化物歧化酶基因CfSOD的cDNA 全长为1022 bp，其中开放阅读框（Open Reading Frame, ORF）含有 459 bp，编码 153个氨基酸残基，无信号肽，为胞内蛋白。经BLASTP分析发现，CfSOD与其它动物具有较高的同源性。CfSOD中存在两个Cu/Zn-SOD的签名序列；另外Cu结合必须氨基酸(His-45，-47，-62 和-119)和Zn结合必须氨基酸(His-62，-70，-79和Asp-82)在CfSOD中保守。实时定量PCR 检测发现，CfSOD在鳃、血细胞和肾中有较高的表达。在鳗弧菌和溶壁微球菌刺激后，CfSOD的相对表达量逐渐下降，然后分别在32小时和16小时的时候恢复到刺激前的表达水平。在假丝酵母刺激后，CfSOD的mRNA表达没有显著差异。 栉孔扇贝过氧化氢酶基因CfCAT的cDNA全长为3146 bp，其中开放阅读框含有1521bp，编码507个氨基酸残基，无信号肽，为胞内蛋白。经BLASTP分析发现，CfCAT与其它动物具有较高的同源性。 CfCAT中存在过氧化氢酶近端活性位点和过氧化氢酶近端血红素配体签名序列，另外存在两个糖基化位点 NFS和 NFT，同时在CfCAT 的C末端存在过氧化物酶体定位信号AQL，为典型过氧化氢酶。实时定量PCR 检测发现，健康的扇贝中CfCAT在鳃和性腺中有较高的表达。CfCAT基因在鳗弧菌刺后表达升高，在4小时达到最高，约是刺激前表达量的6.8倍（P<0.05），后随着时间的变化而逐渐下降。在8小时表达量达到为刺激前表达量的1.3倍（P<0.05），在16和32小时略高于刺激前的水平。在溶壁微球菌刺激后CfCAT基因表达量也呈上升趋势，在刺激后4小时达到刺激前表达量的约2倍，然后有所下降，在16 小时又上升到刺激前表达量的2.9倍。CfCAT基因在假丝酵母刺激后的表达略有升高，4小时约是刺激前的1.2倍（P<0.05），在其他时间段变化不明显。 栉孔扇贝谷胱甘肽过氧化物酶基因CfGPX的cDNA 全长为1290 bp，其中开放阅读框含有705bp，编码235个氨基酸残基，有一个24核苷酸的信号肽序列。经BLASTP 分析发现，CfSOD与其它动物具有较高的同源性。CfGPX中发现谷胱甘肽过氧化物酶活性位点的签名序列， 另外发现硒半胱氨酸和硒半胱氨酸插入序列，为含硒型谷胱甘肽过氧化物酶。实时定量PCR 检测发现，未经处理的扇贝中CfGPX在性腺、肌肉、血和肾中有较高的表达。CfGPX基因在鳗弧菌刺后表达量快速上升，在6 小时的时候表达量达到最高，为刺激前的4.0倍（P>0.05），后随着时间的变化而逐渐下降。在溶壁微球菌刺激后CfGPX在前6小时表达略有降低，在6小时的时候表达量为刺激前的0.5倍（P<0.05），后随着时间的变化而逐渐升高。在16小时的时候表达量为刺激前的2.1倍（P<0.05）。在假丝酵母刺激后， CfGPX的表达量略有下降在8小时的时候表达量为刺激前的0.8倍（P<0.05）。 实验证明栉孔扇贝的超氧化物歧化酶基因CfSOD，过氧化氢酶基因CfCAT，谷胱甘肽过氧化物酶基因CfGPX基因在机体抵抗外界微生物刺激中起到了重要的作用。

海洋环境中有机锡的形态分析及其代谢降解研究

有机锡化合物被广泛用作塑料制品中的稳定剂、船舶油漆的防污剂、工业催化剂、农林业杀虫杀菌剂以及用于木材的防腐保存等，已经引起严重的环境污染。世界上许多国家纷纷制定相应的法规对其使用加以禁止或限制。我国目前还没有明确的限制有机锡使用的法律法规，缺少有机锡污染的第一手资料，更没有长期的控制、监测与研究计划。由于有机锡的种类繁多，理化性质存在差别，所以在提取、分离和测定中均存在较大的困难。从我国这方面己有的工作来看，缺乏各种高选择性的分离方法和高灵敏度的检测方法是制约这项研究广泛开展的原因之一。有机锡的痕量与超痕量分析技术是当今环境和食品安全分析领域的前沿技术。 本论文利用高效液相色谱和电感耦合等离子体质谱联用技术建立了海洋环境中多种有机化合物的同时快速检测方法；发展了多种海洋环境样品中有机锡的前处理技术；研究了有机锡在海洋生物中的分布、代谢及降解过程中化学形态的变化；同时发展了海洋环境中多种痕量元素的快速检测方法。所建立的高效液相色谱和电感耦合等离子体质谱联用技术可同时、快速分析5种有机锡的形态(三甲基锡TMT、二苯基锡DPhT、二丁基锡DBT、三丁基锡TBT和三苯基锡TPhT)，其检出限均低于0.3μg/L。 用所建立方法对南海海洋生物样品中的有机锡污染进行了研究，利用SPSS软件对检测结果进行了探讨，发现在所研究海洋生物样品的97.2%中可检出丁基锡和苯基锡化合物，其浓度分布处于该化合物检出限～1487.8ng/g范围内。其中，贝类样品中总有机锡的平均浓度为416.9ng/g，远远高于鱼类样品中总有机锡的平均浓度（211.9ng/g）。海洋生物中存在高浓度的有机锡说明本海域有机锡污染严重，已经对生态环境造成了严重影响，危害到人类生活。其主要的污染源是防污涂料的应用，目前紧迫的问题是采取必要的措施来控制有机锡的使用。 本工作建立了海水样品和沉积物样品中五种有机锡的简单快速萃取方法。采用加入2%的环庚三烯酚（tropolone）的二氯甲烷CH2Cl2对海水中的有机锡进行萃取，大大提高了有机锡的萃取率，减少了萃取的时间，二苯基锡（DPhT）、二丁基锡（DBT）、三丁基锡（TBT）和三苯基锡（TPhT）的萃取率均在80%以上，仅三甲基锡（TMT）的萃取率较低（在50%左右），究其原因，可能是因为在萃取的过程中三甲基锡（TMT）产生了降解。采用流动相和0.2%环庚三烯酚酮（tropolone）对沉积物国际标准物质PACS-2进行超声萃取及高速离心后，用所建方法进行了分析。结果表明，测定值与标准值吻合。研究表明，所建立的方法可用于实际环境沉积物中有机锡的形态分析。 本文建立了流动注射与电感耦合等离子体质谱联用技术直接同时测定海水中多种痕量元素的方法。该方法采用痕量进样技术，能够有效地减少海水中Na，Mg, Ca和Cl等大量基体元素对待测痕量元素测定的干扰，减少这些元素在电感耦合等离子体采样锥上的盐沉积，可以同时测量海水中的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Pb，Hg和U等痕量级元素。用所建的方法测定南海海域海水中的重金属元素，发现Cd，Cr，As等有毒有害元素的污染很轻，均符合Ⅰ级海水的限量。 在海洋沉积物样品处理研究中，本工作改进了不需要赶走HF酸就可以对沉积物消解完全的密闭容器消解法，由于减少了赶走HF酸的步骤，使消解的时间由原来的二十个小时降低为十个小时，大大降低了消解的时间。采用该样品消解方法，并用ICP-MS测定了南黄海海域沉积物中锡及其他重金属元素的含量。建立了微波消解-ICP-MS测定海洋生物中锡、砷、镉、汞及铅等有害重金属元素的分析方法，并用于南黄海7个及南海海域29个海产品中的测定。测定结果表明海洋生物中上述有毒有害元素有不同程度的超标问题；不同种类，不同产地的海洋生物中重金属元素的含量有一定的差别，这些研究结果为海产品安全质量控制提供了有价值的科学信息。 在上述各章工作的基础上，本文研究了有机锡在海洋生物中的分布、代谢及降解过程，并初步建立了高效液相-电喷雾-飞行时间质谱（LC-APCI-TOF-MS）测定有机锡的方法，可对未知的有机锡化合物进行结构表征。有机锡在贝类中不同的组织显示，其内脏中有机锡的含量高于肌肉中有机锡含量。常规的煮、炸、蒸及微波的烹饪方式并不能降解海产品中的有机锡化合物。

东太平洋海隆13°N附近沉积物中的热液活动记录

本文以东太平洋海隆13ºN附近E53沉积物岩芯为研究对象，进行了矿物学、全岩化学分析及连续提取分析，探讨了沉积物中的热液活动记录及元素存在形式，并结合已有的测年数据，对研究区域的热液活动过程进行了初步讨论。 E53岩芯分为三层，上层为红褐色沉积层，中层为棕黄色沉积层，下层为灰绿色沉积层。沉积物岩芯的X射线衍射结果显示，E53岩芯上层非晶质的铁锰氧化物含量较高，中下段方解石含量较高。根据元素在岩芯全岩及各相态间的存在状况，将常量及微量元素分组讨论。Fe、Mn元素以铁锰氧化物相为最重要的赋存相，且与全岩样品一致，呈现随深度下降趋势。Al、Ti、Ba主要存在于残留相中；K、Na、Mg主要赋存相为碳酸盐相；Ca、Sr同样主要存在于碳酸盐相中。微量元素Mo、Co、V、Cu、Zn、Ni、Y和Pb元素主要存在于铁锰氧化物相，且含量均随深度增加而下降。Th、Sc、Li和Zr的主要存在于残留相中；Cd、U主要存在于碳酸盐相中。稀土元素存在形式有以下三个特点：1、主要存在于铁锰氧化物相中，并且呈现出随深度增加含量下降的趋势；2、次要存在形式为碳酸盐相，随深度增加含量上升并一度超过残留相中的含量；3、在有机结合相和残留相中含量很低，且变化幅度不大。 根据本文讨论结果，结合前人年代数据，认为E53岩芯中记录的为程度逐步加强且在近期保持稳定的热液活动。

Accumulation of petroleum hydrocarbons and heavy metals in clams (Ruditapes philippinarum) in Jiaozhou Bay, China

Accumulation and distributions of aliphatic and polyaromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals were measured in tissues of the clam Ruditapes philippinarum collected from 5 sites in Jiaozhou Bay, Qingdao, China. The concentrations of total aliphatic hydrocarbon and PAHs ranged from 570 to 2 574 ng/gdw (gram dry weight) and from 276 to 939 ng/gdw, in the most and least polluted sites, respectively. The bio-accumulation of hydrocarbons and PAHs in the clams appeared to be selective. Aliphatic hydrocarbons were predominantly represented by short chain (< nC(23)) n-alkanes, suggesting that petroleum hydrocarbons were likely the major contamination source. The selective uptake of 3 and 4 ring PAHs, such as naphthalene, fluorene, phenanthrene, fluoranthene and pyrene, by the clams was probably related to the physiological and bio-kinetic processes that were energetically favorable for uptake of compounds with fewer rings. Accumulation of the metals Cd, Cu, Zn, Pb, Cr, Hg, and As in the clam tissues also showed high variability, ranging from 0.043 to 87 A mu g/gdw. Among the 7 detected metals, Zn, Cd, Cu, and As had a particularly high potential of accumulation in R. philippinarum. In general, a positive correlation was found between the tissue concentrations and sediment concentrations of hydrocarbons and of some metals. Our study suggests that moderate contamination with polyaromatic hydrocarbons, and low to moderate contamination with metals, currently exists for clam R. philippinarum in Jiaozhou Bay, in comparison with other regional studies. A long-term monitoring program is certainly needed for assessment of the potential ecological influence and toxicity of these contaminants of R. philippinarum in Jiaozhou Bay.

Concentrations of Cadmium and Zinc in Seawater of Bohai Bay and Their Effects on Biomarker Responses in the Bivalve Chlamys farreri

Both in-field chemical investigation and in the laboratory toxic tests were carried out to systematically understand the pollution status of cadmium (Cd) and zinc (Zn) in Bohai Bay. Samples collected from surface seawater were determined to describe the distributions of Cd and Zn in Bohai Bay. The average values in our study of Cd and Zn were 0.15 mu g/L and 19.68 mu g/L, respectively. Both of them were lower than the first class limit of seawater quality standard in China. In the laboratory, antioxidant enzymes [SOD (Cu/Zn-SOD, Mn-SOD), CAT], lipid peroxidation (MDA), phase I and phase II enzymes (CYP4501A and GST) were investigated in the bivalves Chlamys farreri exposed to Cd and Zn at the concentration levels of Bohai Bay seawater, which were obtained from our in-field investigation. The reduced SOD, CAT, and EROD (7-ethoxyresorufin-O-deethylase) activities (with the inhibitory rate of 16.8%, 31.5%, and 51.6%, respectively) in Cd treatment were observed and resulted in obvious lipid peroxidation damage. However, treatment of Zn showed elevations in SOD and GST by 13.3% and 29.9%, respectively, and with no influence on lipid peroxidation. In summary, seawater quality in Bohai Bay seawater was ranked as good in general, but it seemed that Cd might possess a potential environmental risk by effecting pro-oxidant/antioxidant balance and phase I detoxification in C. farreri.

Investigation of heavy metals in sediments and Manila clams Ruditapes philippinarum from Jiaozhou Bay, China

Manila clams (Ruditapes philippinarum) and sediments were collected bimonthly during 2007 at five locations in Jiaozhou Bay near Qingdao, China, to determine heavy metal concentrations and to assess the validation of R. philippinarum as a metal biomonitor. Concentrations of heavy metals in clam soft tissues ranged between 0.75 and 3.31, 0.89 and 15.20, 5.70 and 26.03, 52.12 and 110.33, 10.30 and 72.34, 9.64 and 28.60, and 3.15 and 52.75 mu g g (-aEuro parts per thousand 1) dry weight for Cd, Pb, Cu, Zn, Mn, Cr, and Ni, respectively. Most of the highest values occurred at the northeast bay and the lowest values occurred at the western part. Regarding seasonal variation, relatively high tissue metal concentrations were observed during October or December. A similar pattern was also found in habitat sediments. There was a strong correlation between the concentrations of Cd, Pb, Zn, Mn, Cr, and Ni in soft tissues and surrounding sediments. It is indicated that R. philippinarum could be used as a biomonitor for heavy metal contamination in Jiaozhou Bay.

藏药材白花龙胆花中微量元素的分析

对藏药材白花龙胆花中17种微量元素(Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Se、Cr、Mg、Ca、K、Na、P、As、Hg、Pb、Cd)的含量作了测定。结果表明,白花龙胆花中含有较高的人体必需微量元素和常量元素,其中常量元素K、Ca、Na、Mg和微量元素Zn、Fe、Mn的含量均较高。

青藏高原3种秦艽组植物微量元素比较分析

利用全谱直读等离子体发射光谱法（ICP—AES）测定了3种秦艽组植物10种微量元素（Cu，Zn，Fe，Mn，Ni，Co，Sn，V，Al，Ti）的含量，并进行了比较分析。结果表明，所测定元素在3个不同物种内的含量排列顺序基本一致，显示了三者在元素富集方面的相似性。就同一种元素在3个物种内的富集水平而言，以麻花艽根部具有较高含量的元素Cu，Zn，Co，Al和Ti，管花秦艽根部则大量富集了其余5种微量元素，达乌里秦艽对元素的吸收积累能力居中，揭示了不同物种对同一元素富集能力的差异。该研究可为秦艽类植物资源的深入开发利用提供参考。

青海歧穗大黄及其生长土壤中9种无机元素含量特征

为对比青海高原境内不同生境歧穗大黄中9种无机元素含量特征,用原子吸收光谱法分析了其宏量元素K、Na、Ca、Mg、P及微量元素Cu、Zn、Fe、Mn含量.结果表明,青海歧穗大黄植物与其土壤环境呈现出不同的无机元素含量特征,但一致表现为Ca和P在植物的富集,且植物中P含量随海拔升高而明显增加,Zn含量随海拔升高而增加.

藏药

为探讨藏药"帕朱胶囊"中微量元素与其治疗胃病的相关性,以及监测藏药中的重金属含量,采用原子吸收分光光度法,对帕朱胶囊中的11种元素进行了测定.结果表明,帕朱胶囊中Fe元素含量较高,并含有Cu、Zn、Mn、Se等与治疗胃病直接相关的微量元素,重金属元素Pb、As、Hg含量不超标.为研究传统藏药帕朱胶囊的药效物质基础和安全使用,提供了科学依据.

传统藏药材高原香薷的矿质元素分析

对传统藏药材香薷中高原香薷种的17种微量元素进行了分析。结果表明，在高原香薷中人体必需微量元素Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Se等含量较高，尤其以Cu、Fe、Mn元素的含量为高。Na、Ca等宏量元素含量亦较高。

藏药牦牛肝提取物中矿物质元素特征及意义

采用220FS原子吸收光谱仪测定了传统藏药牦牛肝提取物中的K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn等8种矿物质元素含量.结果显示,藏药牦牛肝提取物中含有丰富的矿物质元素,对儿童和青少年骨骼的生长发育,中老年骨质疏松症预防有着极为重要的营养学和治疗意义,开发前景广阔.

不同生长时期盐藻无机元素分析

测定了对数生长期和稳定期盐藻中10种无机元素K、Na、Ca、Mg、P、Cu、Zn、Fe、Mn、Se的含量.结果表明,稳定期盐藻中K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、Se的含量比对数生长期都有不同程度的增加,Na、P的含量反而降低.

塞隆骨与虎骨中矿物质元素的比较

目的对比分析国家一类动物药塞隆骨和禁用传统中药材虎骨中的19种矿物质元素的含量.方法骨骼样品经灰化或消解处理后,采用原子吸收光谱法、氢化物原子荧光光谱法、催化极谱法等分析方法测定矿物质元素.结果两种动物骨骼中元素含量差异显著,塞隆骨11种元素高于虎骨,特别是Cu、Zn、Fe、Mn、Se等生命活动必需微量元素塞隆骨极为显著地高于虎骨,而组成骨骼的主要成分Ca、P则为虎骨高于塞隆骨.矿物质元素在头骨、脊梁骨和腿骨中分布非常不平衡,多数元素以头骨中分布最为丰富,而5种常量元素Ca,P,Na,Mg,K的含量为腿骨＞头骨＞脊梁骨.骨骼中主要成分Ca和P的存在形式主要为羟磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2.结论塞隆骨骨骼中的矿物质元素与虎骨有可比性,必需微量元素塞隆骨明显优于虎骨.

青海柴达木地区植物白刺叶中微量元素特征

青海柴达木地区分布有丰富的白刺植物资源。利用220FS原子吸收光谱仪分析了该地区三种白刺叶中的Cu、Zn、Fe、Mn、Cr、Ni、Cd等微量元素，结果表明，铬、锰含量显著提增高是青海柴达木地区植物白刺叶资源的微量元素特征，这为柴达木地区白刺叶资源的开发利用提供科学依据。