沉水植物修复氟喹诺酮类抗生素污染底泥的研究

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基本信息

  • 批准号：
    51709172
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    张玲玲
  • 依托单位：
    上海市水产研究所
  • 学科分类：
    E1007.环境污染治理与修复
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the development of high density aquaculture, a large number of antibiotics that have not been utilized by fish deposited in the sediment. Fluoroquinolone (FQs) antibiotics were detected much often in the sediment from the aquaculture ponds in Shanghai. Submerged macrophytes planting is an economic, environmental friendly and effective ecological restoration technology. At present, the effect and related mechanism of submerged macrophytes restoring the sediment polluted by FQs antibiotic are not clear..Vallisneria spiralis L. and Ceratophyllum demersum L. are selected as the submerged macrophytes in this study. Enrofloxacin is the target pollutants in the sediment. The effects of FQs antibiotics on submerged macrophytes and the absorptive capacity of the plants will be analyzed, to explore the applicable conditions for submerged macrophytes in FQs antibiotics restoration. The physicochemical properties of the water and sediment including FQs antibiotics concentration will be studied, to discuss the migration and transformation of FQs antibiotics with the presence of submerged macrophytes. The related mechanism was studied through material balance analysis, microbial community and antibiotic resistance genes investigation in the rhizosphere. The restoration effect and feasibility evaluation will be analyzed in the outdoor dynamic experiment. This study provides theoretical foundation for the in-situ ecological restoration of the sediment polluted by antibiotics in aquaculture ponds.
随着高密度水产养殖业的发展，大量未被鱼类利用的抗生素沉降到池塘底泥中，氟喹诺酮类(FQs)抗生素是上海地区养殖池塘中检出率较高的一类抗生素。种植沉水植物是一种经济、环保、有效的生态修复技术，目前，国内外有关沉水植物原位修复FQs抗生素污染底泥的效果及机理尚不清楚。.本项目选取苦草和金鱼藻为种植对象，以恩诺沙星为目标污染物；通过分析FQs抗生素对沉水植物的影响及植物的吸收能力，探讨沉水植物修复FQs抗生素污染底泥的潜力及适用条件；分析沉水植物对水体和底泥理化性质的影响及FQs抗生素浓度变化，研究沉水植物对FQs抗生素迁移转化规律的影响；通过物料平衡分析、根区微生物群落及抗生素抗性基因分布特征分析，揭示沉水植物对FQs抗生素污染底泥的修复机理；通过室外动态养殖试验，评估沉水植物对FQs抗生素污染底泥的修复效果及应用的可行性。本研究为水产养殖池塘抗生素污染底泥原位生态修复技术提供理论依据。

结项摘要

氟喹诺酮类(FQs)抗生素是水产养殖池塘底泥中检出率较高的一类抗生素，对环境和人类健康存在较大潜在威胁。研究选取养殖池塘中应用广泛的抗生素恩诺沙星(ENR)及其主要代谢产物环丙沙星(CIP)为目标污染物，通过分析不同浓度恩诺沙星对沉水植物生长及营养物质吸收的影响，探讨沉水植物修复FQs抗生素污染底泥的潜力及适用条件；研究种植于受恩诺沙星污染底泥中的不同沉水植物对水体、底泥理化性质的影响；通过分析间隙水中的氮形态结构及底泥中氮转化功能微生物的群落结构，探讨沉水植物和恩诺沙星对底泥中氮转化过程的影响。.用苦草修复受不同浓度ENR污染的底泥时，低浓度ENR (0.5和1.0 mg/kg DW)促进了苦草的长度生长、N和P的积累，高浓度ENR (5.0 mg/kg DW)抑制了苦草根系的长度生长及叶片对N和P的积累，但苦草的相对生长速率均没有受到抑制。在上述三种浓度下，底泥中ENR的去除率分别为74.7%、32.3%和60.0%。在苦草和ENR共同作用下，底泥中微生物的多样性受ENR的影响很大，但受其浓度影响较小。用不同种类沉水植物修复受ENR污染的底泥时，苦草对上覆水的水质净化效果最好，其生长速率、对营养物质的吸收能力及对底泥中TOC的去除能力均优于金鱼藻和轮叶黑藻。苦草发达的根系对构建底泥中特有的微生物种群起到重要作用，明显提高了根区微生物的丰富度和多样性，而金鱼藻和轮叶黑藻的这种优势并不明显。研究沉水植物和ENR对底泥中氮转化过程的影响发现，苦草会降低底泥间隙水中的总氮和氨氮浓度，且对其根区底泥中的细菌、古菌、好氧氨氧化细菌和反硝化细菌的生长均有一定促进作用，但ENR的存在会削弱这种促进作用。本研究为沉水植物修复受FQs抗生素污染的水产养殖池塘提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
不同增氧条件下强化生态浮床净化养殖水体的效果
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国给水排水
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张玲玲;刘立早;张玉平;刘淑梅;陈雪婷;孙振中
  • 通讯作者：
    孙振中
不同填料强化生态浮床对淡水养殖水体的净化效果
  • DOI：
    10.11988/ckyyb.20181145
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    长江科学院院报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张玲玲;刘立早;张玉平
  • 通讯作者：
    张玉平
Effect of submerged macrophytes Vallisneria spiralis L. on restoring the sediment contaminated by enrofloxacin in aquaculture ponds
沉水植物苦草对养殖池恩诺沙星污染底泥的修复效果
  • DOI：
    10.1016/j.ecoleng.2019.105596
  • 发表时间：
    2019-12
  • 期刊：
    Ecological Engineering
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Lingling Zhang;Yuping Zhang;Lizao Liu
  • 通讯作者：
    Lizao Liu

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  • 发表时间：
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    --
  • 作者：
    王炜;高晶晶;张玲玲
  • 通讯作者：
    张玲玲

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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