石化基地生态环境系统脆弱性演化机理——以连云港为例

通过梳理国内外文献,挖掘脆弱性本质,提出普遍适用于生态系统脆弱性的PIR理论框架,并从人-环境耦合角度构建演化模型探究石化基地生态环境系统脆弱性演化机理。研究发现：生态系统脆弱性来源于压力扰动,体现在暴露性与敏感性的联合效应,而最终取决于弹性应对影响的状态。石化基地是一个多层次闭环系统,在压力影响下,暴露性、敏感性及弹性彼此间的双重导向作用决定着脆弱性的演化进程;内外部人文与环境因素变化是脆弱性的潜在驱动力,而压力源增多、暴露比例扩大、敏感性上升、弹性退化以及缺乏环境治理能力是加剧脆弱性的具体表征。以欠发达地区连云港石化基地为例,模拟其系统脆弱性演化过程,并从压力、暴露性、敏感性、自我恢复能力和人工修复能力方面构建评价指标体系。结论与建议不仅对石化基地所在欠发达地区的可持续发展具有启示意义,还为其生态环境系统脆弱性的进一步评价提供理论依据。     

铜处理对菠菜幼苗矿质营养吸收和细胞超微结构的影响

土壤重金属积累严重影响植物生长和生态系统平衡,探寻植物对重金属的耐性机理尤为重要.菠菜可能具有一定的耐铜性,但Cu对其矿质元素吸收、细胞超微结构等方面的耐性机理尚不明确.本研究以菠菜幼苗为研究对象,通过盆栽试验,探究不同浓度铜处理对菠菜幼苗生长、矿质元素吸收、叶片细胞超微结构等指标的影响.结果表明: 100 mg·L^-1 CuSO₄处理浓度时,菠菜幼苗根Cu²⁺积累量小于地上部,其根系生长量增加,地上部生长量稍有下降,继续增加铜处理浓度,植物体各器官生长参数均呈下降趋势.低浓度铜处理时(<400 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N、K、Ca、Mg、Fe含量增加,P含量减少;根N、P、K含量减少,Ca、Mg、Fe含量增加;叶片细胞内各细胞器清晰可见,基粒片层排列仍较为整齐,叶绿体内外膜完整.高浓度铜处理时(>600 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N含量增加,P、K、Ca、Mg、Fe含量减少;根N、P、K、Ca、Mg、Fe含量均减少;叶片细胞内叶绿体变圆,叶绿体膜变薄,基质、基粒片层变少,层堆积高度下降,细胞核解体,液泡、细胞壁中有黑色小点分布,可能是大量Cu²⁺聚集导致细胞内膨压增大所致.低浓度铜处理并未对菠菜幼苗的生长生理特性产生明显的负面影响,而高浓度铜处理并未终止菠菜幼苗的生长.说明菠菜幼苗具有一定的耐铜性.     

蒲公英植酸对沙门氏菌抑制作用及其抑菌机理研究

为探究蒲公英植酸对沙门氏菌的抑制作用及其抑菌机理。本文利用沉淀法和离子交换法提取蒲公英植酸,滤纸片法分析蒲公英植酸对沙门氏菌(Salmonella)的抑菌作用,倍比稀释法研究蒲公英植酸的最低抑菌浓度。通过分析沙门氏菌的细胞通透性和生长动力学,结合扫描电镜和荧光显微镜研究了蒲公英植酸对沙门氏菌的抑菌机理,表明蒲公英植酸对沙门氏菌具有很好的抑菌能力,其最小抑菌浓度为0.2 mg/mL。而且植酸对沙门氏菌的抑制作用是通过破坏细胞膜达到抑菌的效果,并且植酸浓度越高,抑菌效果越显著。这表明蒲公英植酸可以有效地抑制沙门氏菌生长,其主要是通过破坏菌体细胞膜完整性,增加细胞薄膜的通透性,使细胞内容物外溢达到抑制细菌生长的目的。     

天葵子化学成分及抑菌活性研究

为探究天葵子化学成分及其抑菌活性。采用色谱法从天葵子中分离得到13个化合物,利用波谱学等方法鉴定了它们的化学结构,分别鉴定为蝙蝠葛内酯(1)、格列风内酯(2)、β-谷甾醇(3)、胡萝卜苷(4)、对羟基苯乙醇(5)、邻苯二甲酸-二-2-乙基-己酯(6)、小檗碱(7)、木兰碱(8)、唐松草酚定(9)、果糖(10)、紫草氰苷(11)、小檗红碱(12)、bauhinin(13)。其中化合物12和13为首次从天葵子中分离得到。采用滤纸片琼脂扩散法测定了所得化合物的抑菌活性,其中化合物7和12具有明显的抑菌活性,在载药量为5μg/片时,化合物7对白菜软腐病菌和猕猴桃溃疡病菌的抑菌圈直径分别为19.4、13.3mm;化合物12对青枯病菌和猕猴桃溃疡病菌的抑菌圈直径分别为13.2、12.8mm,表明天葵子对于防治作物细菌性病害具有较好的应用前景。     

丝绸之路经济带核心区新疆城镇建设用地扩展的时空演变特征及影响机理

将丝绸之路经济带核心区新疆城镇建设用地扩展作为一个时空变化系统进行分析,提取1980—2015年7个年份用地演变信息,结合10 km×10 km方格网构建,从总量趋势、分地州市级区域、分用地类型及特殊性全面认知扩展的时空演变特征,采用地理探测器模型,在县域尺度定量诊断城镇建设用地扩展的人文要素和自然要素的影响程度及各要素间的交互影响作用,进而识别其主控要素并探讨其作用机理,对比分析天山北坡城市群和喀什都市圈两个重点发展区域的分异性。研究结果表明:近35年以来,丝绸之路经济带核心区新疆城镇建设用地扩展约2.9倍,扩展强度波动增长且以分散小斑块为主,各地州市扩展规模和强度的时空差异性显著,次一级城镇建设用地类型扩展呈现动态变化特征,用地扩展受自然本底胁迫条件和经济社会发展过程多重影响有其特殊性;全域城镇建设用地在县域尺度以低水平扩展与各级人文要素和自然要素水平的耦合匹配关系为主;综合地理探测器因子分析模块和交互作用模块的探测结果,判定地形位指数、城镇化率、地形起伏度、二三产业比重为影响丝绸之路经济带核心区新疆县域城镇建设用地扩展的主控要素,并探寻各主控要素的作用机理;在重点发展区域天山北坡城市群和喀什都市圈的驱动要素有共性也有明显分异性。该研究为丝绸之路经济带核心区新疆城镇建设用地因地因城因类的差别化调控及区域可持续发展提供科学支撑和决策依据。     

樟子松针叶化学成分研究

该研究以采自黑龙江省齐齐哈尔市的樟子松(Pinus sylvestris)针叶为对象,采用溶剂提取法对樟子松针叶中的化学成分进行提取,应用硅胶柱色谱、制备薄层色谱和高效液相色谱等现代色谱技术对提取浸膏中的化学成分进行分离和纯化,运用质谱,核磁(1H-NMR和13C-NMR)等波谱技术,鉴定了化合物结构,并对提取浸膏的抑菌活性进行了测试。结果表明:从樟子松针叶提取物中分离得到15个化合物,分别鉴定为松叶酸(1)、松叶酸甲酯(2)、18α-acetoxylabd-8(17)-en-15-oic acid (3)、4-eplimbricataloic acid (4)、15-乙基-18-松叶酸甲酯(5)、15-acetoxy-labda-8(17),13E-dien-18-al (6)、7β-羟基脱氢枞酸(7)、7α-羟基脱氢枞酸(8)、endo-peroxide (9)、α-杜松醇(10)、β-谷甾醇(11)、邻苯二甲酸二丁酯(12)、7R,11R-phytol (13)、正二十四烷醇(14)、N-octacosan7β-ol (15)。其中,化合物9,13,14和15为首次从该属植物中分离得到。抑菌活性结果表明,正己烷萃取浸膏在浓度为5~100 mg·mL~(-1)时对大肠杆菌和枯草芽孢菌的抑菌率分别为53%~71%和56%~70%,在浓度为50 mg·mL~(-1)和100 mg·mL~(-1)时对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为51%和69%。该研究课题进一步明确了樟子松针叶中的化学成分,为其活性测试及应用研究提供依据。     

大黄鱼主要致病菌拮抗菌株的分离鉴定、抑菌谱及安全性分析

大黄鱼是我国重要的海水养殖鱼类,随着大黄鱼养殖规模的扩大,病害也日益增多,其中细菌性疾病是造成大黄鱼疾病暴发、死亡的重要病原。近年来,哈维弧菌(Vibrio harveyi)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、杀香鱼假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)、鰤鱼诺卡菌(Nocardia seriolea)等细菌造成了大黄鱼养殖重大经济损失。为寻找大黄鱼主要致病菌的拮抗菌,用于大黄鱼细菌病的生态控制,作者对大黄鱼及周边环境进行了拮抗菌的分离和鉴定。以哈维弧菌、杀香鱼假单胞菌作为拮抗活性筛选指示菌,用纸片法(KB)、菌落接种法从大黄鱼体内、养殖池周边土壤、藻类、芦苇等筛选出具抗菌活性物质菌株10株;分离菌株用16S rDNA通用引物序列分析鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp.)、产碱杆菌(Alcaligenes sp.)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)、赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sp.)、弧菌(Vibrio sp.)和异常球菌(Daenococcus sp.)等。对具较强抑菌活性的碱性杆菌NBPa-7(Alcaligenes faecalis)和芽孢杆菌NBlm-36(Bacillus amyloliquefaciens)进行了抑菌活性测定,结果表明NBPa-7对溶藻弧菌、杀香鱼假单胞菌有良好拮抗作用,抑菌直径分别为23.20 mm、12.00 mm;NBlm-36对创伤弧菌(Vibrio vulnificus)、哈维弧菌、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、大肠杆菌(Escherichia coli)及葡萄球菌(Staphylococcus sp.)有拮抗作用,抑菌直径为6.00 mm-14.00 mm。胞外抑菌产物对热、酸、碱有较好耐受性。将拮抗菌以1×108CFU/ind腹腔注射成年鼠、口喂新生鼠,48 h内未出现毒性和死亡,将拮抗菌以3×108CFU/ind腹腔注射大黄鱼,2周内未出现发病死亡,大黄鱼内脏未发生病变,白细胞未出现明显升高现象,初步表明拮抗菌株不具有致病力。     

炭样小单孢菌产抗生素对水稻细菌性条斑病菌的抗菌作用及其机理

【背景】水稻细菌性条斑病菌为水稻细菌性条斑病的病原菌,土壤中分离到的一株具有广谱抗菌活性的炭样小单孢菌JXNU-1,其发酵产物(即抗生素JX)对植物病原菌具有较强的抑菌活性。【目的】研究抗生素JX对水稻细菌性条斑病菌的抗菌作用及其机理。【方法】采用杯碟法测定抑菌圈大小,二倍稀释法测定最低抑菌浓度、最低杀菌浓度,并且从菌体形态观察、电导率变化、培养液大分子漏出、蛋白质合成、核酸合成和膜电位变化6个方面探究其作用机理。【结果】抗生素JX对水稻细菌性条斑病菌的抑菌圈直径达18.84±0.28mm,最低抑菌浓度和最低杀菌浓度分别为1.39μg/m L和2.78μg/mL,且杀菌速度很快,作用12 h的杀菌率达100%。在抗生素JX作用下,水稻细菌性条斑病菌的细胞形态发生改变,培养液电导率、膜电位和大分子漏出量均随抗生素浓度增加而增大,但菌体蛋白质含量随着抗生素浓度增加而降低,同时,通过实时荧光定量PCR方法检测发现ef-p表达量下调。【结论】抗生素JX对水稻细菌性条斑病菌具有较强的抗菌作用,推测其抑菌机理是通过抑制菌体蛋白质的生物合成和影响细胞膜完整性而起作用。     

假单胞菌YL11对扩展青霉的抑制作用及其机理初探

【背景】苹果青霉病是由扩展青霉引起的一种重要的果实采后病害,影响果实品质导致苹果腐烂从而造成经济损失。【目的】研究假单胞菌YL11对扩展青霉的抑制作用和苹果采后青霉病的防治效果,并对抑菌机理进行初步探讨。【方法】以扩展青霉为供试菌株,研究不同浓度的假单胞菌YL11无菌发酵液对扩展青霉菌落直径、孢子萌发率、菌丝体干重、苹果损伤接种病斑直径扩展的影响,利用对电导率、核酸及蛋白释放量、AKP含量、SDH活性、ATP酶活性和ATP含量的影响对抑菌机理进行探究。【结果】假单胞菌YL11无菌发酵液能有效抑制扩展青霉生长,抑菌圈直径为22.33±0.27 mm,抑菌效价为71.67 mm/mL;能有效抑制孢子萌发,100%无菌发酵液对孢子萌发抑制率达到80.2%;对扩展青霉的生物量也有一定抑制作用,体积分数为100%时,菌丝体干重为4.7mg/mL,抑制率达到39.74%;无菌发酵液处理能有效抑制苹果青霉病病斑的扩展,3d时对病斑扩展的抑制率最大,达到47.1%;无菌发酵液处理均能引起电导率升高、胞内核酸和蛋白释放量增大、胞外AKP含量升高、SDH活性降低、ATP酶活性和ATP含量均降低,且随着发酵液浓度的增加效果越明显。【结论】假单胞菌YL11能显著抑制扩展青霉的生长,破坏细胞膜结构、降低能量代谢酶活性,从而扰乱扩展青霉的正常生长,对苹果青霉病有较好的生防效果,具有潜在的开发价值。     

桑树内生拮抗菌的分离鉴定及其对桑断枝烂叶病的生防初探

【目的】本研究从健康桑树茎中分离筛选对桑断枝烂叶病菌具显著拮抗作用的内生细菌,为该病生物防治奠定研究基础。【方法】采用组织培养法分离桑树内生菌,抑菌圈法和平板对峙法筛选抑菌活性稳定的内生拮抗菌;根据形态学、生理生化特征检测和基于16SrDNA、gyrA和gyrB基因的系统发育分析对拮抗菌进行菌种鉴定;利用抑菌圈法测定拮抗菌株活性发酵液热稳定性,菌丝生长速率法检测活性发酵液抑菌谱;并通过观察拮抗菌对桑断枝烂叶病菌BoeremiaexiguaGXH1菌株生长及菌丝形态的影响,扩增抑菌活性物质合成关键基因,以及采用酸沉淀法提取拮抗菌株脂肽类化合物并进行高效液相色谱串联质谱分析(LC-MS),初步探究可能的抑菌机制。【结果】从健康桑树茎中共分离获得17株桑树内生细菌,并从中筛选获得一株对桑断枝烂叶病菌B.exiguaGXH1有稳定拮抗作用的桑树内生细菌NPJ13菌株。该菌株形态学、生理生化特征与芽孢杆菌属一致,基于16SrDNA、gyrA和gyrB基因序列的系统发育分析结果显示该菌株与贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)的亲缘关系最近,且处于系统发育树的最小分枝,故将NPJ13菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,命名为B. velezensis NPJ13。NPJ13菌株对灰霉病菌SWU5、核地杖菌SXSG-5、核盘菌PZ-2及烟草疫霉SWU20等12种病原真菌具有不同程度的拮抗作用,其活性发酵液具有较好的热稳定性。NPJ13菌株会导致桑断枝烂叶病菌GXH1菌丝发生扭曲、膨大、透明度增加、断裂等畸变现象;基因检测结果显示NPJ13菌株基因组中具有PKSI、NRPS、Sfp、ItuD、Srfc等5种抑菌活性物质合成关键基因,LC-MS检测结果表明菌株NPJ13脂肽类粗提物中含有表面活性素和伊枯草菌素。【结论】本研究分离筛选获得一株对桑断枝烂叶病菌具有显著拮抗作用的桑树内生细菌B. velezensis NPJ13菌株,为桑断枝烂叶病的生物防治提供了候选菌株。