电离辐射对青海弧菌Q67的影响研究

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近年来,内陆核电站的建设受到不断争议,其原因是一旦发生泄漏事故,放射性污染会对周边环境生物产生影响。作为环境分布最广的微生物将最先感受到放射性对环境的影响,因此,找寻一种敏感微生物去监测和评价放射性的生物毒性变得十分重要。本文以青海弧菌Q67为研究对象,采用60Co和137Cs两种γ射线源模拟环境中辐射,采用添加放射性溶液Na131I和UO2(NO32,模拟环境中水体放射性污染,研究了不同剂量(活度)下,青海弧菌Q67的发光强度响应,以相对发光强度(Irel)为指标参数,构建效应——剂量关系,并进行毒性评价。随后,以辐照后青海弧菌Q67的生长曲线响应,丙二醛的含量、FMN:NADH氧化还原酶的活性为研究量,用60Co源大剂量率短时间照射,探究辐射对青海弧菌Q67的抑菌损伤影响。研究结果如下:(1)经60Coγ源大剂量率(大于0.05 Gy·min-1)短时间(小于20 min)照射后,青海弧菌Q67发光强度立即抑制,表现急性毒性。并且在此剂量区域内,照射后15 min处的相对发光强度Irel与剂量率、照射时间自然对数值呈二元线性关系。(2)经137Csγ源低剂量率(100μGy/h10 mGy/h)长时间(0.51h)照射后,青海弧菌Q67的相对发光强度随照射后时间的变化会经历毒性刺激阶段(Irel>1)和毒性抑制阶段(Irel<1)。其中毒性刺激阶段,又可划分初始阶段(Irel>1呈下降趋势)、恢复阶段(Irel反弹上升,并且伴随波动)、下降阶段(Irel再次递减,但仍大于1)。这个阶段不同剂量梯度下Irel会出现交错现象,直到转变时间T0(毒性抑制阶段起始时刻)以后,Irel才完全区分。随照射时间或剂量率增加,T0前移,刺激阶段缩短,同时恢复阶段起始时刻后推而终止时刻前移,即恢复阶段缩短。(3)在放射性溶液胁迫中,Na131I溶液的毒性主要来自放射性,而UO2(NO32为化学毒性。实验中,131I溶液放射性活度大于5000Bq/ml,胁迫下的青海弧菌Q67发光强度变化规律同低剂量率外照射,经历毒性刺激阶段和毒性抑制阶段,转变时间T0随放射性浓度增大而缩短。在U溶液胁迫下,青海弧菌Q67的发光强度规律与传统重金属胁迫毒性一致,15 min时刻处的Irel与U浓度呈线性关系,通过拟合分析,U溶液对青海弧菌发光强度影响的EC50浓度为1.65 ppm,监测的下限浓度为0.05 ppm。(4)在抑菌损伤分析中,青海弧菌Q67经过60Co短时间照射(剂量率0.2 Gy/min)后,转接培养中进入对数期时间延后而稳定期时间有所提前,稳定期OD600值降低,表明在此剂量范围,辐射造成部分青海弧菌Q67菌体细胞死亡,对于未致死亡的菌体造成一定程度活性抑制。在照射时间很短时丙二醛含量看不出变化,而照射10 min时,略有增加,说明辐射造成了氧化损伤。通过代表酶——FMN:NADH氧化还原酶活性分析,表明随辐射剂量增加,酶活性会下降。(5)综述之,青海弧菌Q67对于放射性较敏感,可以潜在的作为一种辐射监测的生物材料。在辐射剂量率较大或重放射性核素胁迫下,可以采用15 min处Irel为指标参数;在低剂量率时,可以采用T0为指标参数。
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