發(fā)布時(shí)間：2018-07-04 13:24

  本文選題：發(fā)光細(xì)菌 + 急性毒性��； 參考：《國家海洋局第一海洋研究所》2015年碩士論文

【摘要】：發(fā)光菌檢測法(luminescent bacteria test,簡稱LBT)是以天然或人工改造的發(fā)光細(xì)菌為受試生物進(jìn)行毒性檢測的技術(shù)。發(fā)光細(xì)菌能夠表達(dá)細(xì)菌熒光素酶,從而產(chǎn)生生物發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)菌暴露于毒性環(huán)境中時(shí),外界有毒物質(zhì)會(huì)使發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化,借助于高靈敏度的生物發(fā)光檢測儀器,可以定性或定量的表征有毒物質(zhì)的毒性大小。然而,現(xiàn)今報(bào)道的多數(shù)發(fā)光細(xì)菌多用于檢測淡水的急性毒性,而對(duì)海洋污染遺傳毒性的相應(yīng)檢測技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)更是尚未起步,其次,魚類等普通生物檢測生物毒性有耗時(shí)耗力的缺陷。本文以兩株發(fā)光細(xì)菌Acinetobacter sp.Tox2和Acinetobacter sp.RecA為研究對(duì)象,以發(fā)光抑制率和發(fā)光誘導(dǎo)率表示急性毒性和遺傳毒性的大小,優(yōu)化了生物毒性快速檢測方法,并對(duì)實(shí)際海水樣品的生物毒性進(jìn)行評(píng)價(jià),在此基礎(chǔ)上考察了這兩株發(fā)光細(xì)菌可用于快速檢測海水生物毒性的可行性。該研究首先對(duì)兩種發(fā)光細(xì)菌的培養(yǎng)條件、檢測條件進(jìn)行了優(yōu)化。研究表明,Tox2菌株的次代培養(yǎng)時(shí)間(B液)為8 h,RecA菌株的次代培養(yǎng)時(shí)間為16 h。兩株細(xì)菌可以檢測鹽度為30左右的樣品,在檢測過程中需要保持室溫30℃。檢測過程中急性毒性最短可以在30 min內(nèi)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而遺傳毒性最短可以在3h內(nèi)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其次利用這兩株發(fā)光細(xì)菌檢測了模擬污染海水中總石油烴(TPH)、4種重金屬離子(Hg2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+)、4種多環(huán)芳烴(菲、芘、熒蒽、苯并[a]芘)的急性毒性和遺傳毒性。研究發(fā)現(xiàn),菌株Tox2和RecA對(duì)總石油烴的檢出限達(dá)到了0.001 mg/L;菌株Tox2對(duì)四種重金屬離子表現(xiàn)出不同的敏感度,并可以計(jì)算樣品濃度與發(fā)光抑制率的回歸方程,四種重金屬對(duì)Tox2的EC50分別為:HgCl2 0.108 mg/L、ZnSO4 46.0 mg/L、CuSO4 0.816 mg/L、CdCl2 14.2 mg/L;菌株Tox2對(duì)多環(huán)芳烴中的菲和芘比較敏感,EC50分別是1.46 mg/L和0.266 mg/L。在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)中,采用發(fā)光細(xì)菌法快速評(píng)價(jià)了環(huán)渤海排污口12份污水樣品的生物毒性。12個(gè)排污口的污水樣品均表現(xiàn)出不同水平的急性毒性和遺傳毒性,所有排污口樣品的急性毒性整體偏低,只有BH3站位污水的急性毒性達(dá)到了劇毒級(jí)別,當(dāng)量HgCl2濃度達(dá)到0.193 mg/L,多數(shù)站位樣品的當(dāng)量HgCl2濃度小于0.02 mg/L。遺傳毒性整體偏高,多數(shù)站位的當(dāng)量MMC濃度高于0.2 mg/L而BH4站位樣品的當(dāng)量MMC濃度高達(dá)2.41 mg/L。生物毒性同時(shí)也呈現(xiàn)出一定的地理分布特征。其中,高毒水質(zhì)集中出現(xiàn)在山東半島污水樣品中,中毒水質(zhì)集中出現(xiàn)在遼東半島地區(qū),而低毒水質(zhì)主要集中于京津冀地區(qū)。同時(shí),針對(duì)黃島“11.22”溢油事故進(jìn)行了海水遺傳毒性的快速檢測。選取溢油后90 d內(nèi)距離溢油點(diǎn)1~15km的5個(gè)站點(diǎn),結(jié)合化學(xué)熒光分析,將發(fā)光細(xì)菌RecA應(yīng)用于溢油污染海水樣品的遺傳毒性評(píng)價(jià)。研究發(fā)現(xiàn),溢油1d后距離泄漏原油入�？�1 km以內(nèi)的S1、S2、S3站點(diǎn)海水樣品的石油烴含量為0.55 mg/L~1.04 mg/L,其遺傳毒性相當(dāng)于0.60 mg/L~1.78 mg/L的絲裂霉素C(MMC);海水中的石油烴含量隨時(shí)間逐漸降低至0.02 mg/L,其遺傳毒性也隨之逐漸降低。而距離泄漏原油入�？�5km的S4、S5站點(diǎn)海水樣品的石油烴含量一直較低(0.02 mg/L),表現(xiàn)為低毒或無毒。綜上所述,使用基因工程改造的兩株發(fā)光細(xì)菌可以用于對(duì)受污染的海水進(jìn)行快速、簡便、高靈敏度的生物毒性檢測。使用該發(fā)光細(xì)菌在后期有關(guān)于海水生物毒性快速檢測的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定中打下基礎(chǔ),并且在應(yīng)對(duì)突發(fā)海洋污染事件的海水水質(zhì)快速檢測評(píng)價(jià)中具有很好的應(yīng)用前景。
[Abstract]:Luminescent bacteria test (LBT) is a technique to detect the toxicity of the natural or artificial luminescent bacteria. The luminescent bacteria can express the bacterial luciferase, thus producing bioluminescence. When the bacteria are exposed to the toxic environment, the external toxic substances will make the luminescent bacteria strong. However, most of the reported bacteria are used to detect the acute toxicity of fresh water, and the related detection techniques or standards for the genetic toxicity of marine pollution are not yet to be started. Second, fish and other universal methods. The biological toxicity of two strains of luminescent bacteria, Acinetobacter sp.Tox2 and Acinetobacter sp.RecA, was studied in this paper. The acute toxicity and the size of genotoxicity were expressed by the luminescence inhibition rate and the luminescence induction rate. The rapid detection method of biological toxicity and the biological toxicity of the actual seawater samples were optimized. On the basis of the evaluation, the feasibility of the two luminescent bacteria can be used to detect the biological toxicity of the sea water quickly. First, the culture conditions and the conditions of the two kinds of luminescent bacteria were optimized. The study showed that the secondary culture time of the Tox2 strain (B liquid) was 8 h, and the secondary culture time of the RecA strain was 16 h. Two Strains of bacteria. The sample with a salinity of about 30 can be detected in the process of testing at 30 degrees C. The shortest acute toxicity in the detection process can be obtained in 30 min, and the shortest genetic toxicity can be obtained in 3H. Secondly, the total petroleum hydrocarbons (TPH) and 4 kinds of heavy metals in the simulated polluted sea water are detected by the two strains of luminescent bacteria. The acute toxicity and genetic toxicity of 4 polycyclic aromatic hydrocarbons (phenanthrene, pyrene, fluoranthene, benzo [a] pyrene) of 4 kinds of polycyclic aromatic hydrocarbons (phenanthrene, pyrene, fluoranthene, benzo [a] pyrene). The study found that the detection limit of Tox2 and RecA on total petroleum hydrocarbons reached 0.001 mg/L, and the strain Tox2 showed different sensitivity to four kinds of heavy metal ions and could calculate the regression of sample concentration and luminescence inhibition rate. The EC50 of four kinds of heavy metals to Tox2 are HgCl2 0.108 mg/L, ZnSO4 46 mg/L, CuSO4 0.816 mg/L, CdCl2 14.2 mg/L. Strain Tox2 is sensitive to phenanthrene and pyrene in polycyclic aromatic hydrocarbons, EC50 is 1.46 and 0.266 respectively in the field experiment, and the production of 12 sewage samples in the ring Bohai sewage outlet is quickly evaluated by the light emitting bacteria method. The acute toxicity and genotoxicity of the sewage samples at the.12 sewage outlet were all shown at different levels. The acute toxicity of all the effluent samples was low. Only the acute toxicity of the sewage at the BH3 station reached the toxic level, the equivalent HgCl2 concentration reached 0.193 mg/L, and the equivalent HgCl2 concentration of most of the station samples was less than 0.02 mg/L. genetic poison. The equivalent MMC concentration of most stations is higher than 0.2 mg/L, while the equivalent MMC concentration of the BH4 station samples is up to 2.41 mg/L. and also presents a certain geographical distribution. In the area of Beijing, Tianjin and Hebei Province, the rapid detection of genetic toxicity of sea water was carried out in Huangdao "11.22" oil spill accident. 5 sites of the oil spill point 1~15km within 90 d of the spilled oil were selected and combined with chemical fluorescence analysis to evaluate the genotoxicity of the luminescent bacteria RecA in the samples of the spilled oil contaminated seawater. The petroleum hydrocarbon content of the sea water samples of S1, S2 and S3 sites within 1 km of Haikou is 0.55 mg/L~1.04 mg/L, and its genetic toxicity is equivalent to 0.60 mg/L~1.78 mg/L of mitomycin C (MMC), and the petroleum hydrocarbon content in the sea water decreases with time to 0.02 mg/L, and its genetic toxicity decreases gradually. S5 site sea water samples have low petroleum hydrocarbons (0.02 mg/L), showing low toxicity or non-toxic. In summary, the use of two strains of genetically engineered luminescent bacteria can be used for rapid, simple, highly sensitive biotoxicity test for polluted sea water. It lays a solid foundation for the formulation of the industry standard, and has a good application prospect in the rapid detection and evaluation of marine water quality in response to sudden marine pollution incidents.
【學(xué)位授予單位】：國家海洋局第一海洋研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X834

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本文編號(hào)：2096216