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固定化微生物对新污染物污染土壤的固碳消污作用: 2024年; 炭基材料既可在土壤固碳减排方面发挥重要作用,又可作为功能微生物的固定化载体.然而,目前炭基材料研究多聚焦于消污或固碳单一方向,而对其固碳消污的协同效应缺乏系统了解.为了全面地认识炭基材料在环境治理中的作用,本文综述了炭基材料国内外最新研究进展,系统整理了生物炭、活性炭、碳纳米管、碳基纳米材料等常用于固定化功能微生物的炭基材料,分析了炭基材料在土壤固碳减排方面的效能及其作用机制.梳理了炭基材料固定化微生物在治理新污染物污染土壤方面的“消污”作用及其原理.分别从协同耦合固碳消污、提升炭基材料资源利用率、创新复合菌群固定以及固定化技术产业应用等方面展望了未来研发方向,以期为利用炭基材料来协同实现土壤固碳消污提供参考依据.; 徐燕星程浩胡小婕汤磊周贤高彦征; 关键词：炭基材料固定化

微纳颗粒态新污染物与生物大分子的结合作用及效应: 2024年; 生物大分子分子量大、结构复杂,对生命体的生命活动有着不可或缺的作用.微纳米材料由于其优异的物理和化学性能,在许多领域得到了广泛应用.然而,在其大量生产、使用和频繁处理过程中,一些微纳颗粒态材料不可避免地流入环境,并与环境中的生物大分子发生交互作用,进而对生态安全和人群健康造成负面影响.近年来,微纳颗粒态污染物与生物大分子间的结合作用及效应已成为环境领域备受关注的一个研究热点,相关研究取得一些进展.微纳颗粒态污染物通过分子间疏水相互作用、静电力、π-π相互作用、氢键、范德华力等非共价键作用力与生物大分子发生结合.微纳颗粒态污染物的自身性质(如空间构型、形状、表面化学性质和电荷分布)以及不同环境因素(如离子强度、pH和缓冲液浓度等)均会对两者间的结合产生显著影响.有关结合效应的研究多集中于其对生物大分子构象、抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)迁移的影响以及其对细胞和生命体的毒性效应.与微纳颗粒态污染物结合引起DNA与蛋白质分子构象变化,介导细胞性能改变,从而对细胞分化与增殖等过程产生影响.一些微纳颗粒态污染物与质粒结合促进了ARGs的迁移,但该促进作用受浓度调控,高浓度下微纳金属氧化物等部分微纳颗粒态污染物则会因为其自身团聚作用表现出对ARGs迁移的抑制效应.此外,其与胞内生物大分子的结合作用还表现出与长期或慢性疾病的相关性.未来应聚焦更多种类的微纳颗粒态污染物,拓展其与不同类型生物大分子间结合效应研究.; 高彦征杜祥瑞程浩徐燕星秦超胡小婕; 关键词：生物大分子抗生素抗性基因

有机污染物对抗生素抗性基因水平转移的影响及机制被引量：4: 2022年; 基因水平转移是抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)在环境中广泛传播的主要途径.环境中常见的有机污染物可通过对ARGs水平转移产生影响而改变其丰度与分布.近年来,有机污染物如何影响ARGs水平转移过程已成为备受关注的研究热点,相关研究取得一些进展. ARGs水平转移方式主要有接合、转化及转导.接合是原核生物界中存在最广泛、贡献最大的基因水平转移方式.除褪黑激素外,多数有机污染物可通过施加选择性压力、引起氧化应激反应、改变细胞膜通透性和细胞接触效率、调节三磷酸腺苷(ATP)合成和群体感应等机制促进ARGs接合转移,且促进作用受污染物浓度调控.关于转化转移的研究相对有限,多集中于探讨新型污染物的影响效应.与接合转移相似,多数有机污染物促进了ARGs转化,但多环芳烃表现出抑制作用.有机污染物对ARGs转化产生影响的有效浓度多在μg/L和mg/L量级,作用时间也是调控其影响效用的关键因素.其影响ARGs转化的机制主要包括:影响ARGs载体的结构与功能、协助DNA抵御胞外酶降解、促进胞内活性氧自由基(reactive oxygen species, ROS)生成、增强细胞膜通透性或增加细胞膜通道、提高细胞感受能力、促进用于搜索胞外DNA的菌毛形成、提高ARGs整合进基因组的几率.虽然理论上有机污染物对ARGs转导存在影响潜力,但相关研究仍几近空白.今后研究需关注有机污染物对ARGs转化、转导以及由膜囊泡介导的一种新型水平转移方式的影响,并尝试使用土著微生物和多类型质粒作为研究对象、在类环境条件下开展研究.; 胡小婕秦超高彦征; 关键词：抗生素抗性基因基因水平转移有机污染物转导

一种利用植物彗星实验评价多环芳烃基因毒性的方法: 本发明公开了一种利用植物彗星实验评价PAHs基因毒性的方法，属于污染物毒性评价技术领域。该方法是利用染毒的大白皮蚕豆(Vicia Faba)的根尖进行植物彗星实验，用Komet Version6.0软件分析彗星图像，彗星...; 高彦征高曦胡小婕康福星

土壤环境中抗生素抗性基因污染研究进展和热点分析: 2024年; 近年来,土壤环境中抗生素抗性基因(ARGs)污染引起广泛关注。以Web of Science核心数据库和万方数据库文献资料为数据源进行文献计量学分析,从年发文量变化、不同国家贡献及研究主题演变(基于关键词)等方面对土壤环境中ARGs污染相关研究进行剖析,以此探讨国内外该领域的研究现状、热点和发展。结果表明,土壤中ARGs污染相关研究的发文数量快速增长。我国文献在发文数量、论文被引频次方面具有重要影响,表明我国在该领域有较强的国际学术影响力。关键词聚类分析表明该领域的研究方向主要集中在以下5个方面:(1)土壤中携带ARGs的微生物及其环境行为;(2)土壤环境中ARGs的来源和持久性;(3)土壤环境中ARGs的传播和消减方法;(4)土壤中共存物质对ARGs丰度和迁移行为的影响;(5)农业生产活动对土壤环境中ARGs污染的影响。同时,在介绍ARGs常用检测方法以及土壤环境中ARGs污染来源和分布的基础上,剖析影响ARGs在土壤中传播的多种因素,探讨土壤环境中ARGs的消减方法,并指出当前研究尚存的不足之处以及今后的研究方向。该文可为未来土壤环境中ARGs污染领域的研究和风险管控提供参考。; 李泽楷韩淼秦超胡小婕高彦征; 关键词：土壤抗生素抗性基因水平基因转移

微纳物质对细菌抗生素耐药性形成与传播的双刃效应: 2024年; 细菌抗生素耐药性问题严重危害人类健康,寻求其有效阻控方法受广泛关注.微纳物质因其性能优越,常被用作细菌抗生素耐药性的阻控材料.但近年来,研究发现,其对细菌抗生素耐药性的形成与传播具有双刃效应.一方面,微纳物质及其复合材料可吸附或降解抗生素,进而有效阻控细菌抗生素耐药性的形成;其也可灭活抗生素耐药细菌、消减胞外抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)、去除细菌生物膜、降低抗生素抗性质粒生物有效性等,进而对细菌抗生素耐药性传播具有良好的阻控效果.然而,另一方面,部分微纳物质流入环境后,析出的金属离子对细菌产生了共筛选压力,其也会影响细菌的生长环境,进而促进了环境中抗生素耐药性的形成;此外,微纳物质也显著改变了ARGs宿主微生物的分布、提升了其丰度,同时促进了ARGs水平转移过程,进而加剧了环境中细菌抗生素耐药性的传播风险.未来应尝试利用微纳物质研发胞外ARGs污染控制相关技术,关注细菌对微纳物质的抵抗作用;同时,在研究细菌抗生素耐药性风险时,以更多种类的微纳物质为研究对象,并关注ARGs的转化与转导转移过程.该综述可为人们合理使用微纳物质控制细菌抗生素耐药性风险提供理论依据.; 胡小婕张玲玉盛优莹高彦征; 关键词：抗生素基因水平转移

一种氧化去除水中有毒有机污染物的方法: 本发明提供了一种氧化去除水中有毒有机污染物的方法，属于有机污染水体修复领域。本发明包括S1、准备催化剂和前驱体组成的催化体系，S2、向含有污染物水溶液中加入S1中所述催化体系并在特定的反应条件下反应，S3、反应结束后检测...; 高彦征陈旭文王建胡小婕

多环芳烃与胞外DNA非共价结合及机制被引量：3: 2022年; 多环芳烃(PAHs)作为持久性有机污染物,因具有"三致"效应,其环境污染与人体健康问题一直是环境领域的研究热点.PAHs与生命遗传物质DNA结合形成PAHs-DNA加合物进而阻碍细胞正常复制是其诱发癌症的主要机理.然而,该过程尚未引起足够重视.本文采用荧光猝灭法,分别研究了低、中、高环PAHs与水中胞外DNA之间的结合强度及机制.结果表明,静态猝灭与动态猝灭过程共存,且PAHs可与DNA结合形成稳定的PAHs-DNA复合物,二者之间的结合常数K_(A)分别为2.05×10^(10)L/mol(苊烯)、4.42×10^(7)L/mol(苊)、1.71×10^(4)L/mol(荧蒽)、1.20×10^(4)L/mol(芘)、1.80×10^(2)L/mol(苯并[a]蒽)、4.96×10^(4)L/mol(屈)、1.11×10^(2)L/mol(苯并[k]荧蒽)和4.86×10^(2)L/mol(苯并[a]芘).红外光谱结果证实胸腺嘧啶为PAHs与DNA结合的主要作用位点.分子对接和量子化学计算明确了PAHs可通过范德华力、π-π堆积与DNA结合并插入其双螺旋结构的小沟中.紫外可见光谱分析结果表明,PAHs与DNA结合可导致DNA分子的紫外吸收光谱产生增色效应,造成DNA分子局部损伤、扭曲或降解.相关性分析结果发现,PAHs理化性质(分子量、熔点、沸点、水溶性、logK_(ow)、logK_(oc)、logK_(oa))与猝灭常数显著相关,但与结合常数无相关关系,表明PAHs本身理化性质差异可影响PAHs与DNA结合的动态猝灭过程,但未影响二者间静态猝灭过程.本研究对认识水环境中PAHs污染的分子生态效应具有重要的科学意义.; 秦超杨兵程浩胡小婕高彦征; 关键词：荧光猝灭法多环芳烃 DNA 分子对接量子化学计算

有毒有机物影响DNA酶解和抗生素抗性基因横向迁移被引量：3: 2020年; 进入环境中的有毒有机物种类较多、分布广泛。大量生命遗传物质DNA与有毒有机物共存于污染环境中,由于抗生素滥用,一些DNA上携带着抗生素抗性基因(ARGs);有毒有机物和ARGs复合污染严重危害着生态安全和人群健康。有毒有机物如何影响DNA酶解和ARGs迁移,这已成为环境领域研究的热点之一,近些年来,该领域研究取得一些重要进展。有毒有机物可通过共价作用、非共价作用、剪切作用与DNA结合,进而改变DNA分子结构、影响DNA酶解;有毒有机物也可通过改变DNA降解酶活性或占据DNA上降解酶的酶切位点,进而影响DNA酶解过程。环境中ARGs横向迁移主要有接合、转导、转化三种方式,有毒有机物影响ARGs横向迁移的机制主要包括:有毒有机物调控可动遗传因子、引起细胞SOS反应、胁迫细胞形成自然感受态、影响生物膜形成、改变细胞膜通透性、与胞外质粒形成加合物。进入细胞后的有毒有机物如何作用于ARGs的复制和表达,这应是未来深化有毒有机物影响ARGs横向迁移机制的一个关键所在。; 胡小婕秦超林志鹏高彦征; 关键词：有毒有机物 DNA 酶解抗生素抗性基因

土壤抗生素抗性基因研究进展及热点分析: 2024年; 抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的产生和传播对全球公共健康产生巨大威胁。土壤作为ARGs的重要储存库和介质,已引起众多学者广泛关注。为全面了解土壤ARGs相关领域的研究进展及热点,本研究利用可视化软件VOSviewer和CiteSpace,基于Web of Science数据库,对2013—2022年发表的土壤ARGs领域相关文献进行计量学分析。结果表明,土壤ARGs相关研究的发文数量和被引频次逐年上升。我国在土壤ARGs领域的发文量最高,占总发文量的61.40%,且与澳大利亚、美国等27个国家合作紧密。四环素和磺胺嘧啶为该领域重点关注的抗生素类型;大肠杆菌作为模式菌一直是土壤ARGs领域备受关注的微生物类型。不同时期土壤ARGs研究热点存在明显差异:初期关注的重点方向为ARGs的认识和定量,随后引起较多关注的是ARGs源解析及其与微生物的内在联系,而对ARGs传播扩散和归趋相关研究已成为现今科学家关注和研究的热点。; 张友爱王婷婷胡小婕秦超高彦征; 关键词：土壤抗生素抗性基因

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胡小婕

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