低水平抗生素胁迫下微囊藻的生理生化及水处理行为特征

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基本信息

  • 批准号:
    51708490
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1001.饮用水工程
  • 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

Cyanobacterial (e.g. Microcystis) blooms are serious environmental issue facing water supply and the maintenance of healthy water ways. Recently, a wide variety of antibiotics have been frequently detected in surface waters. Although the antibiotics detected are generally at low concentrations, they could have various impacts on Microcystis cells. Consequently, antibiotics may affect the effectiveness of control and water treatment processes on Microcystis management through affecting the cells, which would pose potential risks for drinking water safety. The approaches of this study are to systematically evaluate the impacts of antibiotics with environmentally relevant concentrations on Microcystis cells including cell density, cell integrity and cellular organic materials; to explore the genome-wide regulation mode and mechanisms of cellular resistance expression of Microcystis cells exposed to antibiotics using transcriptomics; and to investigate the action mechanisms of antibiotics on control (e.g., copper sulphate) and oxidation (e.g., potassium permanganate) techniques on Microcystis treatments. The above progresses achieved will reveal the molecular mechanisms of Microcystis cellular responses to anitibiotics. In addition, these observations will benefit the water authorities to optimize the technologies for Microcystis treatment where antibiotic is simultaneously present, and provide novel insights and scientific evidence for improvement of drinking water safety.
以微囊藻为代表的蓝藻水华对饮用水处理工艺的正常运行及水质安全造成严重威胁;而抗生素等水中频繁检出的痕量新兴污染物可能通过影响藻类生理生化特征,进而对水处理控藻/除藻工艺的效率产生潜在影响,增加饮用水安全隐患。本项目拟通过系列实验验证低水平(环境浓度)抗生素对微囊藻细胞密度、活性、胞内胞外有机物质等生理生化指标的影响;利用转录组技术揭示微囊藻细胞响应抗生素刺激的全局基因调控模式和环境胁迫耐性调整机制;深入探索抗生素刺激后微囊藻变化对后续控藻(如硫酸铜除藻剂)和水处理氧化藻(如高锰酸钾)效率的影响机制。本项目旨在揭示微囊藻应激水体抗生素的分子机制,并为优化抗生素污染水体中微囊藻的控制处理技术、提升饮用水安全性提供新的思路及科学依据。

结项摘要

以微囊藻为代表的蓝藻水华对饮用水处理工艺的正常运行及水质安全造成严重威胁;而抗生素等水中频繁检出的痕量新兴污染物可能通过影响藻类生理生化特征,进而对水处理控藻/除藻工艺的效率产生潜在影响,增加饮用水安全隐患。本研究结果通明确了了低水平(环境浓度)抗生素对微囊藻细胞具有毒物兴奋效应,对微囊藻水华形成具有显著影响;不同浓度抗生素作用后的微囊藻,对于微囊藻藻类有机质和伴生的藻毒素等,其产量和胞内外含量分布比例明显不同。本项目通过转录组技术揭示了微囊藻细胞响应抗生素刺激的全局基因调控模式和环境胁迫耐性调整机制。基于微囊藻在抗生素作用下生理生化特征的变化,本项目首次考察了抗生素刺激后微囊藻的变化对后续高锰酸钾工艺氧化藻源水效率的影响规律和相关机制。研究发现高锰酸钾灭活微囊藻和降解藻毒素的效率减弱,并提出抗生素作用后微囊藻藻毒素合成基因及细胞生长的变化,以及藻液中残留的抗生素等,都是降低高锰酸钾氧化效率的主要机制。本项目为优化抗生素污染水体中微囊藻的控制处理技术、提升饮用水安全性提供新的思路及科学依据。

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)
Evaluation of potassium ferrate as an alternative disinfectant on cyanobacteria inactivation and associated toxin fate in various waters
高铁酸钾作为替代消毒剂对不同水域中蓝藻灭活和相关毒素归宿的评价
  • DOI:
    10.1016/j.watres.2017.11.026
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Water Research
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Fan Jiajia;Lin Bo Hung;Chang Che Wei;Zhang Yuqing;Lin Tsair Fuh
  • 通讯作者:
    Lin Tsair Fuh
Influences of the micropollutant erythromycin on cyanobacteria treatment with potassium permanganate
微污染物红霉素对高锰酸钾处理蓝藻的影响
  • DOI:
    10.1016/j.watres.2020.115786
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Water Research
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Lin Shiyuan;Yu Xin;Fang Jingyun;Fan Jiajia
  • 通讯作者:
    Fan Jiajia
Interspecific competition between Microcystis aeruginosa and Pseudanadaena and their production of T&O compounds
铜绿微囊藻和假单胞菌之间的种间竞争及其 T 产生
  • DOI:
    10.1016/j.chemosphere.2020.126509
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Zhang Kejia;Pan Renjie;Luo Zhang;Zhang Tuqiao;Fan Jiajia
  • 通讯作者:
    Fan Jiajia
Nanoscale Zero-Valent Iron Coated with Magnesium Hydroxide for Effective Removal of Cyanobacteria from Water
涂有氢氧化镁的纳米零价铁可有效去除水中的蓝藻
  • DOI:
    10.1021/acssuschemeng.8b03593
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Jiajia Fan;Yi bo Hu;Xiao yan Li
  • 通讯作者:
    Xiao yan Li

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  • 通讯作者:
    陈蔚
基于藏族医学理论的白脉病内涵挖掘及白脉软膏组方用法 分析
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    任小巧
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    邓志云;胡梦玲;范佳佳;陈蔚;刘媛媛;约日古丽.艾买提;赵慧辉;武慧超;任小巧
  • 通讯作者:
    任小巧

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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]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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