植物有效吸附和移除空气中的颗粒物的同时也遭受着由颗粒物带来的不利影响,探明植物与大气颗粒物的互作效应是深入理解生态平衡、微环境气候及改善环境质量的关键.目前系统阐述植物对大气颗粒物的吸附作用及响应机制的综述性文献较少.基于此,本文梳理和归纳了大气颗粒物的成因和组成,以及植物对大气颗粒物的吸附方式和影响因素,并阐述了植物响应大气颗粒物胁迫的表型特征、生理特性和分子机制.最后,针对现存问题展望了未来研究方向:1)选择适应能力强、滞尘量大的植物物种,综合考虑植物群落结构、街道形态、栽种空间等因素,提出普适性强的绿化滞尘方案;2)未来应该将研究范围从城市延伸到农牧区的多种复层植物群落结构,系统分析不同植物配置群落的综合滞尘能力;3)应将植物滞尘量与其自身抗性有效结合,探索植物响应大气颗粒物胁迫的生理、分子机制,建立完善的评价体系和评判标准;4)利用原位标记检测技术从细胞水平上灵敏地示踪、量化大气颗粒物在植物有机体内的动态过程.

尽管城市绿地能够改善空气质量,但由于实践中缺乏统一的绿地分类系统,很难从优化绿地植被结构的角度出发调节城市空气质量.因此,为了探究北方城市不同绿地削减大气颗粒物浓度效果的差异,构建了一套融入植被结构因子和物种组成的绿地分类系统,基于该分类系统,在北京、西安、宝鸡选取了 5类共同常见的植被结构绿地类型,通过卫星图像判读与实地监测相结合的方式,探究了不同本底环境、植被结构、植物多样性、气象因子和时间因子对大气颗粒物浓度(PM2.5与PM10)的影响.结果表明:(1)城市绿地率对大气颗粒物浓度造成显著影响,绿地率越高的本底环境内颗粒物浓度越低,即多绿本底＜灰绿参半本底＜灰色本底;(2)植被结构和植物多样性水平显著影响绿地的滞尘能力,北方城市中半开敞绿地的滞尘能力最好,其次为半闭合绿地与闭合绿地,开敞绿地滞尘能力最弱,植物多样性的增加将导致绿地内颗粒物浓度增加;(3)不同植被结构绿地内的大气颗粒物浓度受气象因素的显著影响,随温度和风速的增大而减小,随湿度的增大而增大;(4)北方城市绿地大气颗粒物浓度存在明显的季节和日变化规律,一年内大气颗粒物浓度在夏季最低,冬季最高;一天之内颗粒物浓度在8:00-10:00最低.上述研究结果以期为今后不同本底环境下以削减大气颗粒物浓度为导向的北方城市绿地规划与设计提供理论依据和实践方法.

[目的]研究二氧化硅(Silica,SiO2)粉尘对小鼠RAW264.7巨噬细胞凋亡和极化的作用及其发生机制.[方法]实验分为小鼠RAW264.7巨噬细胞对照组和不同浓度SiO2粉尘悬液染尘组,MTT法检测细胞存活率,最终选取0、50、100、200 μg/ml 4个浓度进行后续实验,以0 μg/ml浓度组为对照组;Hoechst33342/PI双荧光染色法检测细胞凋亡;流式细胞术检测细胞周期;免疫荧光和流式细胞术检测巨噬细胞极化标志分子CD11b和CD86的表达;Western blotting检测细胞凋亡及细胞免疫应答相关分子诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α、Bax、Bcl-2、Caspase 8、p38、p-p38、ERK、p-ERK、NF-κB蛋白的变化.[结果]MTT结果显示,与对照组相比,SiO2粉尘可显著抑制RAW264.7巨噬细胞增殖活力,呈浓度依赖性,差异有统计学意义(P＜0.05);荧光双染色结果显示SiO2粉尘可诱导巨噬细胞凋亡;流式细胞术分析显示SiO2可引起巨噬细胞周期S期阻滞(P＜0.05);巨噬细胞极化标志分子CD11b+CD86+的比例由3.28％上升到20.3％ (P＜0.05);与对照组相比,染尘组细胞iNOS、Bax、TNF-α、Caspase 8、p-p38、p-ERK、NF-κB蛋白表达升高,而Bcl-2表达降低(P＜0.05).[结论]SiO2粉尘可通过线粒体和死亡受体途径介导RAW264.7巨噬细胞凋亡,同时通过激活MAPK信号通路促进巨噬细胞由M0向M1极化.

目的:本研究旨在探究微小RNA-433(miR-433)在纤维化中的作用及机制.方法:采用Tar-getScan预测miR-433的潜在靶基因.检测转化生长因子β1(TGF-β1)处理小鼠胚胎成纤维细胞(NIH-3T3细胞)24 h后miR-433表达的变化.检测miR-433 mimic对TGF-β1处理的NIH-3T3细胞中p-SMAD2、纤维连接蛋白(FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和结缔组织生长因子(CTGF)表达水平的影响.采用CCK-8法和流式细胞术检测转染miR-433 mimic对TGF-β1诱导的NIH-3T3细胞生长和S期阻滞的影响.构建矽尘诱导的小鼠肺纤维化模型并使用agomiR-433进行干预,HE染色和Masson染色观察miR-433对小鼠肺纤维化的影响,采用免疫组化检测小鼠肺组织中α-SMA的表达.结果:miR-433能特异性结合SMAD2的3'-UTR,并抑制其蛋白和mRNA的表达.TGF-β1能下调NIH-3T3细胞中miR-433的表达水平,上调p-SMAD2蛋白的水平,同时也增强FN、α-SMA和CTGF蛋白和mRNA的表达,并增强细胞活力,诱导S期细胞数量增加;而miR-433 mimic能逆转TGF-β1对NIH-3T3细胞活力和S期阻滞的影响.在矽尘诱导的小鼠肺纤维化模型中,agomiR-433能抑制肺纤维化进程,减少小鼠肺组织中α-SMA的表达.结论:miR-433可能通过靶向调控SMAD2干预TGF-β1/SMAD2信号通路,从而参与调节纤维化的病理过程.

风景游憩林是城市森林的重要组成部分,具有减菌、降噪、滞尘、释氧及调节人体舒适度等生态保健效应,探索具有良好综合生态保健效应的景观模式对游憩林的建设和管理尤显重要.以北京西山国家森林公园乔-灌-草、乔-草和灌-草等9种不同群落结构风景游憩林为研究对象,通过野外监测和室内分析相结合等方法,研究了空气负离子浓度、PM2.5浓度及消减率、噪音消减率、减菌率及人体舒适度的动态变化,分析了温度、湿度、风速等环境因子对生态保健效应的影响,运用综合指数法对生态保健效应进行定量评价.结果表明:(1)空气负离子浓度年变化范围为296.67-1090.00个/cm3,乔-灌-草结构年均最高,为(755.62±110.11)个/cm3,灌-草结构最低为(637.53±121.90)个/cm3;(2)PM2.5浓度年变化范围为6.83-63.04 μg/m3,且夏季＜秋季＜春季＜冬季,乔-灌-草结构对PM2.5消减率最大(10.95％),灌-草结构最低(1.17％);(3)噪音消减率随着距离的增加均有一个最佳消减场,不同群落结构平均减噪率表现为乔-灌-草＞乔-草＞灌-草;(4)减菌率变化范围为11.65％—44.60％,且乔-灌-草＞乔-草＞灌-草;(5)乔-草结构人体舒适度最好,灌-草结构最弱;(6)PM2.5浓度和温度呈负相关,与湿度和风速呈正相关,细菌数量与温度、湿度、风速均呈正相关,噪音与温度、风速呈正相关,与湿度呈负相关,空气负离子浓度与湿度和风速呈负相关;(7)生态保健效应综合指数范围为1.6565-9.1387,总体排序乔-灌-草＞乔-草＞灌-草.北京风景游憩林的建设,在群落结构上以乔-灌-草为宜,在树种选择上优先考虑油松、刺槐、侧柏等具有生态保健效应的乡土树种.