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Aquatic Risk Assessment and Management

环境污染与生物抗性


人类活动向环境排放大量污染物,对环境中的生物个体、种群、群落乃至整个生态系统构成严重威胁。生物体受到污染物胁迫时,会表现出抵御这种不利条件的能力,即生物抗性(图1)。生物体能够通过多种方式获得对污染物的抗性,如基因突变、多态性位点变异、基因迁徙、种间杂交(基因渗入)或蛋白酶的表达等。生物抗性既是污染物对环境和生态影响的结果,也是生物体对环境污染的适应性反应,对区域种群规模和群落结构的维持具有重要的意义。

图1. 环境污染与生物抗性


在不同的污染区域,同一物种因具有不同的生物抗性而表现出对污染物敏感性的差异。例如,在高污染区域,物种对污染物的暴露往往具有更高的耐受性,即表现出更强的生物抗性。生物抗性的区域性差异势必会影响污染物的生态风险评价,并带来风险阈值的区域适用性问题。此外,生物抗性的形成机制、特征(可遗传型或表型)、与环境因素的关系等,也是围绕生物抗性的难点问题。

我们的研究,主要针对环境污染物对生物抗性的诱导效应和机制展开。一方面,以微生物作为研究对象,考察抗生素等污染物暴露对细菌抗性突变的诱导效应;另一方面,以水生生物作为研究对象,揭示拮抗效应的形成机制,探索区域水环境中有机污染物对水生生物的抗性诱导效应和机制。我们已开展的研究发现,抗生素及其光降解产物能够增加细菌的抗性突变频率;而群体感应抑制剂作为抗生素的替代品,对抗生素诱导的抗性突变效应有抑制作用(图2)。相关的机制研究正在进行中。

图2. 抗生素对细菌的抗性突变诱导效应和群体感应抑制剂的遏制作用


该方向的工作由王大力(副研究员)等负责,参与研究生包括宁清等。主要的研究内容包括:

1.抗生素等对细菌抗性突变的诱导和遏制效应

2.环境污染物与水生生物抗性的关系和机制