一株台湾红酵母(Rhodotorula taiwanensis)的鉴定及其除Mn(Ⅱ)性能研究

【目的】探究一株红酵母对Mn(Ⅱ)的去除效率及其作用机制。【方法】从酸性矿山废水中分离出一株耐酸酵母菌,通过形态和26S rRNA基因测序对菌种进行鉴定,研究不同pH和Mn(Ⅱ)浓度对该菌除Mn(Ⅱ)效果的影响。采用扫描电镜、X射线衍射分析和X射线光电子能谱仪进行产物表征。【结果】分离得到的酵母菌经鉴定为台湾红酵母(Rhodotorula taiwanensis),其在pH 2.0、2 000 mg/L Mn(Ⅱ)条件下仍能生长较好。在初始pH 6.0、Mn(Ⅱ) 300 mg/L条件下培养144 h后,对Mn(Ⅱ)的去除率能达到98.52%;然而较高浓度的Mn(Ⅱ) (≥500 mg/L)会对细胞产生毒性,从而降低去除效果。R. taiwanensis MF4在去除Mn(Ⅱ)的过程中可以将Mn(Ⅱ)氧化成锰氧化物(主要为无定型的MnO₂、Mn₂O₃、MnO),形成层状物质在细胞表面积累,而且能产生碱度,提升环境pH值,最高可达8.4 [初始pH 7.0,Mn(II) 100 mg/L,144 h]。【结论】R. taiwanensis MF4具有耐受低pH和高浓度Mn(II)、有效去除Mn(II)以及产碱的作用,研究结果对酸性矿山废水修复与治理的末端工艺设计具有参考价值。     

锰矿修复区植物生态系统自由能与化学势分析

基于热力学理论建立了生态系统Gibbs自由能方程,用以计算湘潭锰矿生态修复区植被系统的自由能(G)和物种化学势(μ)。生态修复区(及对照区)以泡桐(Paulownia fortunei)和栾树(Koelreuteria bipinnata)作为建群植物,总面积为4 hm~2,修复区泡桐和栾树的根际施用了含有自试验点废弃矿渣中筛选出的耐性菌株的有机菌肥,目的是为植物生长提供必要养分和降低根际土壤重金属毒性,对照区泡桐和栾树的根际施用了等量的化肥。泡桐和栾树种植后5 a期间,修复区与对照区均自然萌发生长了许多本土植物种类。试验结果表明,修复区植物种类数达到48,为对照区的3.7倍;修复区的总生物量、锰吸收量分别达到23324 kg/hm~2和4280 g/hm~2,为对照区对应值的20.6和2.6倍;修复区系统自由能G远远大于对照区的值,说明有机菌肥具有显著的改良污染土壤根际环境的效果。修复区和对照区植物种类之间的化学势μ均存在显著差异(P0.001),μ值差异范围分别为-3.79—6.76和-3.42—3.59,该一差异反映不同物种适应和修复锰污染环境的能力。G和μ值包含了生态系统生产力、生物多样性,植物种类生长势、重金属富集能力、生态学行为等综合信息,能反映生态系统与立地环境的关系和修复植物的生态学特性,可作为重金属污染区植被修复效果评价和修复植物筛选的重要指标。     

锰簇对光系统Ⅱ蛋白二级结构的影响及其与光抑制的关系

用羟胺将光系统Ⅱ中的锰去除后,可导致光系统Ⅱ的蛋白二级结构组成发生变化,表现在α－螺旋成分的减少及转角和折叠成分的增加。将锰重组进光系统Ⅱ后,蛋白的二级结构不能恢复,并导致转角和折叠成分向无规卷曲转化。去锰后的光系统Ⅱ所发生的由供体侧电子传递受阻引起的光抑制,会在短时间内引起蛋白的构象变化。但锰重组后其在光抑制下的构象变化与正常样品相似,说明此时供体侧的电子传递得到部分恢复,光抑制部分地转移到受体侧。     

MnSOD在细胞氧应激中的作用

ＭｎＳＯＤ在细胞氧应激中的作用孙娟＊陈瑗＊周玫＊葛忠良＊＊（＊第一军医大学自由基医学研究室,广州５１０５１５;＊＊军事医学科学院放射医学研究所,北京１００８５０）关键词锰超氧化物歧化酶电离辐射肿瘤活性氧需氧生物总是不断暴露于氧损伤的危险之中,这种危险...     

一株抗锰土壤芽胞杆菌的分离鉴定与生物学活性分析

从山东崅屿采集的黄棕壤中分离得到一株具有抗Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)氧化双重活性的芽胞杆菌,其最高Mn(Ⅱ)耐受浓度达到130mmol/L,对Mn(Ⅱ)的氧化活性为3.3μmol/(L·d)。通过个体形态与培养特征观测、生理生化反应、G+Cmol%测定和16SrDNA序列比对分析等鉴定,确定该菌株为巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium),命名为MB283。该菌株在添加Mn(Ⅱ)(10mmol/L)条件下比不添加Mn(Ⅱ)表现出相对较快的生长速率。采用高温培养并结合0.01%SDS处理,从MB283菌株筛选到一株发生内生质粒消除的突变株MB287,具有与野生菌株类似的锰耐受活性,且对Mn(Ⅱ)的氧化活性与野生菌株相比无明显改变,表明野生菌株MB283中与锰抗性和锰氧化相关的基因可能是定位于该菌的染色体上。     

锰对大豆若干生理特性的影响

利用水培法研究锰对浙春2号和浙春3号大豆根系活力及叶片脯氨酸、丙二醛和蛋白质的影响。结果表明,适量锰处理可提高大豆根系活力,降低叶片中脯氨酸、蛋白质和丙二醛含量;锰过量,不利于大豆生长。两个大豆品种对锰的反应有差异,浙春3号对锰的敏感性大于浙春2号。     

石灰配施猪粪对Cd、Pb和Zn污染土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验,研究在镉、铅和锌污染土壤上,石灰和猪粪配施对土壤中不同形态镉、铅和锌含量及在蔬菜中累积的影响.结果表明:施入石灰(L)、石灰加低量猪粪(LP1)、石灰加高量猪粪(LP2)后,土壤中碳酸盐结合态Cd、Pb和Zn含量明显降低,土壤中铁、锰氧化物结合态和有机物结合态Cd、Pb和Zn含量明显增加;对大白菜吸收Pb、Cd和Zn均起到较好的抑制作用.单施石灰处理,石灰用量为5 g·kg-1土时,对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好;石灰配施猪粪处理,其中石灰5 g·kg-1土配施猪粪7.5 g·kg-1土以及石灰5 g·kg-1土配施猪粪15 g·kg-1土对大白菜吸收Pb、Cd和Zn的抑制效果最好.研究同时发现,低量猪粪配施石灰的效果强于高量猪粪配施石灰的效果.     

黑米中矿质元素铁、锌、锰、磷含量的遗传效应研究

采用禾谷类作物种子胚乳数量性状模型,分析黑米稻品种双列杂交Ｆ１和Ｆ２种子的Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐ含量的遗传效应。结果表明,４种矿质元素含量同时受制于种子直接遗传效应、母体效应和细胞质作用影响。其中,Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ含量的种子直接效应比母体效应和细胞质效应的作用更大;Ｐ含量则主要受种子直接加性、母体加性和显性效应共同作用。Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ含量的种子直接遗传率较高,在杂种早代分别结合农艺性状选择单株上各     

锰胁迫对杠板归细胞超微结构的影响

锰是植物生长必需的微量元素,然而锰含量过高将影响酶活性、造成植物毒害,不同植物的锰耐性差异很大。杠板归(Polygonum perfoliatum L.)是一种生长在锰尾矿废弃地的耐性植物。通过温室培养,应用透射电子显微镜-能谱联用仪研究不同锰处理条件下(5,1000,10 000μmol/L)杠板归根、茎和叶细胞超微结构的变化和锰在叶细胞内可能的存在形式,结果表明:(1)生长介质锰含量为5μmol/L时,杠板归细胞超微结构未见异常;即使锰处理浓度为1000μmol/L时,杠板归根、茎和叶细胞结构依然完整,细胞器清晰可见,未见明显损伤;(2)当锰处理浓度为10000μmol/L时,杠板归细胞器未见缺失现象,但根细胞内线粒体数量减少,茎细胞叶绿体开始受损,叶细胞叶绿体膜结构出现破损,基粒片层结构减少,嗜锇颗粒数量明显减少;(3)与对照相比,1000μmol/L或10000μmol/L锰处理30 d,植物细胞内出现黑色团聚物。10000μmol/L锰处理条件下,杠板归叶细胞内和细胞间隙出现类似针状物质,这可能是杠板归体内锰积累和分布的形态之一。研究成果有助于阐明植物的锰耐性机制,为锰耐性植物筛选和废弃锰尾矿库生态重建提供科学参考。     

粗毛栓菌胞外锰过氧化物酶的纯化及性质

培养于麦草粉上的白腐担子菌粗毛栓菌分泌胞外木质纤维素降解酶(纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶)。经过超滤、盐析、离子交换层析、凝胶过滤和活性聚丙烯酰胺凝胶电泳等步骤,获得了初步纯化的锰过氧化物酶组分。利用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和等电点聚焦技术所测定的锰过氧化物酶的相对分子质量和等电点分别为35.7 ku和pI 2.8。研究结果表明,所纯化的锰过氧化物酶在407nm处具有最大光吸收峰,该酶最适作用pH值和温度分别为pH 5.3和35℃。