UV-B与重金属Cd双重胁迫对麦长管蚜种群生长发育和繁殖的影响

【目的】为探究UV-B和重金属Cd双重胁迫对麦长管蚜 Sitobion avenae (Fabricius)生长发育和繁殖的影响,以及UV-B和重金属Cd两因素间的交互作用。【方法】在室内,不同辐射强度UV-B（0, 0.1, 0.2和0.7 mW/cm²）与不同浓度重金属Cd (0, 20, 40, 80 和160 mg/kg）处理后,采用特定年龄生命表方法,统计麦长管蚜种群参数、繁殖参数、存活率和繁殖力的变化。【结果】麦长管蚜种群的生命表各参数受UV-B与重金属Cd双重胁迫影响显著,且UV-B对麦长管蚜的生命表各参数影响要大于重金属Cd;UV-B和重金属Cd两因素间存在交互作用。同一重金属Cd浓度时,随着UV-B辐射强度的增加,麦长管蚜种群的内禀增长率r、周限增长率λ、净增殖率 R₀ 、繁殖力 F、产仔天数和成虫寿命均呈现先下降后上升的趋势,且均在UV-B辐射强度为0.2 mW/cm²时下降至最低点;而麦长管蚜种群的平均世代周期T则呈现先升高后下降的趋势,且在UV-B辐射强度为0.1 mW/cm²时上升至最高点。同一UV-B辐射强度下,随着重金属Cd浓度的增加,麦长管蚜种群生命表各参数均呈现波动变化;双重胁迫处理组麦长管蚜种群内禀增长率 r、周限增长率 λ、净增殖率R₀ 、繁殖力F、产仔天数和成虫寿命均显著低于单一重金属Cd处理组,而其平均世代周期 T 显著高于单一重金属Cd处理组,且双重胁迫处理组生命表各参数的峰值点较单一因素重金属Cd处理组均呈现不同程度的提前。【结论】UV-B与重金属Cd影响麦长管蚜种群的生长发育和繁殖,且由于这两因素间存在交互作用,二者双重胁迫对麦长管蚜种群的生长发育和繁殖影响更加严重。     

鲁西北平原冬小麦田臭氧浓度变化特征及对产量的潜在影响和机理分析

近地层高浓度臭氧(O₃)对农作物生长和产量形成有明显的影响。利用在中国科学院禹城综合试验站(山东省)冬小麦(Triticum aestivum)农田生态系统上观测的O₃浓度及微气象资料, 分析了鲁西北平原冬小麦农田生态系统O₃浓度的日变化和季节变化规律, 在此基础上初步分析了O₃浓度与CO₂通量(F_c)的关系, 并用欧洲和美国科学家在实验室得到的O₃浓度-冬小麦产量关系模型估算了O₃对冬小麦产量的潜在影响。结果表明: O₃浓度存在明显的日变化规律, 日最小值和最大值分别出现在7:00和16:00左右。整个观测期间(2011年3-5月)平均O₃浓度为(30.4 ± 20.1) nL·L ^-1(平均值±标准误差); 30 min平均浓度的最大值为93.1 nL·L ^-1。在冬小麦春季生长季节, O₃浓度日平均值呈现逐步增加的趋势, O₃浓度日均增加约为0.17 nL·L ^-1·d ^-1; 白天7 h和12 h平均浓度(M7和M12)分别为45.7和43.1 nL·L ^-1; O₃浓度超过40 nL·L ^-1的3个月累积值(AOT40)为9.8 μL·L ^-1·h; 超过60 nL·L ^-1的O₃浓度累积值(SUM06)为12.6 μL·L ^-1·h; 经过权重修正的O₃污染指标W126为10.1 μL·L ^-1·h。在高浓度O₃ (>60 nL·L ^-1)情况下, CO₂通量与O₃浓度呈现负相关关系, 鲁西北平原O₃对冬小麦光合作用影响的阈值取60 nL·L ^-1比较合适, 该值高于欧洲国家普遍采用的40 nL·L ^-1。基于以上结果, 初步估算得出: 在目前的O₃浓度水平下, 鲁西北平原近地层O₃可能会使冬小麦产量减少5.2%-8.8%。     

在培养基和食料中添加铅和镉对轮虫种群动态的影响

由于工业活动的影响,墨西哥水体环境中的重金属浓度在上升.浮游动物,尤其是轮虫类,由于对环境变化十分敏感而且是淡水中的常见组成部分,因此被广泛用于生态毒理试验以确定水质标准.在不同的胁迫途径下(如通过培养基或食料),重金属的毒性是不同的.在本研究中,通过在轮虫Brachionus rubens的培养基和食料中添加重金属这两种途径,我们评估了镉和铅的效应.对于这两种重金属,均采用将轮虫置于含0.5×106个/ml绿藻的培养基中或每天喂食经5倍于LC50值的金属处理(1,2和4h)的绿藻.对于在培养基中添加镉,使用了三个毒性水平(0.1,0.2和0.4 mg/L),铅的浓度分别为0.005,0.010 和0.015 mg/L.基于LC50的数据,B.rubens对铅的敏感性要比镉高24倍.镉浓度为0.4 mg/L时,培养基中加入镉造成B.rubens的生长趋缓.而喂食经不同时间处理的绿藻后,轮虫的密度随着食料在重金属中处理时间的延长而减小.培养基中或食料中添加铅时,轮虫种群生长的的趋势与在镉处理下的情况类似.随着培养基中重金属浓度的增加,每天种群增长率(r值)会减小.在培养基和食料处理两种不同途径下,r值会在0.33(对照)到0.02 d-1(经重金属处理)间变化[动物学报 51(1)46-52,2005].     

Heavy Metal Accumulation and Ecological Responses of Turfgrass to Rubbish Compost with EDTA Addition

Domestic rubbish compost is a complex-polluted system, containing multiple heavy metals,which limits its application. In the present study, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb accumulation and ecological responses of turfgrass to rubbish compost were investigated following the addition of EDTA. The results showed that the addition of EDTA significantly increased heavy metal accumulation in Lolium perenne L.and Festuca arundinacea L. Most heavy metal concentrations in L. perenne increased with increasing EDTA supply. The concentrations of Cr, Mn, Ni, Cu, and Cd in L. perenne were highest following the addition of 30 mmol/kg EDTA and the concentrations of Cr and Ni at this point reached concentrations of1914.17 and 521.25 μg/g, respectively. When the EDTA level was ＜ 20 mmol/kg, the accumulation of most heavy metals in F. arundinacea increased with increasing EDTA supply, but showed a tendency to decrease at EDTA concentrations ＞20 mmol/kg. The highest concentrations of Mn, Ni, Cu, and Zn in F.arundinacea reached 268.01, 110.94, 161.52 and 1 354.97 μg/g, respectively, following the addition of 20mmol/kg EDTA. The EDTA-induced increase in the accumulation of heavy metals in turfgrass was plantand metal-specific. L. perenne had a relatively high ability to accumulate Cr, Ni, and Zn. The highest Zn concentration was 2 979.58 μg/g and, following the addition of EDTA, the concentrations of the three metals were increased 26.23, 20.03, and 10.49-fold, respectively, compared with control. However, F. arundinacea showed a high ability to accumulate Cr, with the highest concentration (596.02 μg/g) seen following the addition of 30 mmol/kg EDTA; the concentration of Cr increased 15.51-fold compared with control. With EDTA addition, ecological responses of both turfgrass species showed that EDTA at concentrations ＜10mmol/kg increased seed germination and aboveground net primary production (ANP) of L. perenne and slightly inhibited those of F.arundinacea, but EDTA at concentrations ＞20 mmol/kg inhibited these parameters significantly for both species. Moreover, EDTA increased the chlorophyll and proline content at all concentrations tested. On the basis of the synthetic remediation index, the optimal EDTA concentration for turfgrass remediation of heavy metals in compost is approximately 10 mmol/kg.     

Molecular Mechanisms and Genetic Basis of Heavy Metal Tolerance/Hyperaccumulation in Plants

Phytoremediation has gained increased attention as a cost-effective method for the remediation of heavy metal-contaminated sites. Because some plants possess a range of potential mechanisms that may be involved in the detoxification of heavy metals, they manage to survive under metal stresses. High tolerance to heavy metal toxicity could rely either on reduced uptake or increased plant internal sequestration,which is manifested by an interaction between a genotype and its environment. The growing application of molecular genetic technologies has led to increased understanding of mechanisms of heavy metal tolerance/accumulation in plants and, subsequently, many transgenic plants with increased heavy metal resistance,as well as increased uptake of heavy metals, have been developed for the purpose of phytoremediation. In the present review, our major objective is to concisely evaluate the progress made so far in understanding the molecular/cellular mechanisms and genetic basis that control the uptake and detoxification of metals by plants.     

产氢菌的复合诱变选育及突变株HCM-23的产氢特性

以厌氧产氢细菌Clostridium sp. H-61为原始菌株, 先后经亚硝基胍(NTG)、紫外(UV)诱变, 选育得到1株高产突变株HCM-23。在葡萄糖浓度为10 g/L的条件下, 其产氢量为3024 mL/L, 比原始菌株提高了69.89%; 其最大产氢速率为33.19 mmol H2/g DW·h, 比原始菌株(19.74 mmol H2/g DW·h)提高了68.14%。经过多次传代试验, 稳定性良好。其发酵末端产物以乙醇和乙酸为主, 属于典型乙醇型发酵代谢类型。其最适产氢初始pH为6.5, 最适生长温度为36℃, 以蔗糖为最佳碳源。与原始菌株相比, 突变株HCM-23的产氢特性发生了改变, 如生长延滞期延长, 可利用无机氮源等。     

食品中沙门氏菌分子检测靶点的筛选与评价

[目的]发掘新的沙门氏菌分子检测靶点,筛选检测性能优秀的引物.[方法]利用BLAST程序比较沙门氏菌属内基因组DNA序列的同源性以及沙门氏菌与非沙门氏菌基因组DNA序列之间的特异性,发掘出100多个检测沙门氏菌属的特异性片段,并从中随机挑选出15个片段作为候选靶点,一共设计了27对引物(FS1～FS27),对它们的特异性、灵敏度加以评价,从中筛选检测性能最好的引物.[结果]在27对引物中,检测性能最优的引物为FS23,采用该引物对供试菌株的相应检测靶点进行PCR扩增,44株沙门氏菌都能扩增到一条492 bp特异性片段,而22株非沙门氏菌则不能扩增出这一特异性片段.以FS23为引物建立PCR方法检测猪霍乱沙门氏菌基因组DNA的灵敏度为11.9 fg/μL,细菌纯培养物灵敏度为4.9×102cfu/mL;用猪霍乱沙门氏菌人工污染牛奶样品,如果接种起始菌量为100 cfu/25 mL时,只需要增菌5 h,采用上述方法即能检测出沙门氏菌.[结论]引物FS23对应的基因序列是一个性能优良的新分子检测靶点,具备很高的特异性和灵敏性,能够广泛应用于食品中沙门氏菌的快速检测.     

金属离子对嗜热菌BF80生长及苯酚降解的影响研究

探测了17种金属离子对嗜热菌BF80菌生长和降解苯酚的影响.结果表明:与对照相比,0.01%的Cu2 、Zn2 、CO2 、Ba2 、Hg2 、Ni2 、Al 0和Al3 对嗜热菌BF80有强抑制作用;Cr2 对嗜热菌BF80的苯酚降解特性有强抑制作用,而其生长量只受到一定的抑制作用;Sn2 、Fe2 、Fe3 和Pn2 对嗜热菌BF80的生长和苯酚降解有一定抑制作用,该作用随金属粒子浓度的增加而增大;低浓度Mn2 和Mo2 可以使其生长量增大且促进苯酚降解,但超过0.1%的浓度则抑制其生长;Ca2 和Mg2 可以加速嗜热菌BF80的生长和降解苯酚的速率,但对苯酚的最大降解率却几乎没有影响;Mo2 和Mn2 的复合作用使嗜热菌BF80的生长量更大,但是苯酚降解率却比分别单独添加Mo2 和Mn2 时低.     

蛋白酶分泌菌对重金属胁迫的反应

本文研究了Pb、zn、cu和Cd对3种蛋白酶产生菌:碱性地衣芽孢杆菌2709(Bacilluslicheniformis 2709)、中性枯草杆菌1.398(Bacillus subtilis1.398)和酸性宇佐美曲霉537(Aspergillususamii 537)生长及其酶活性的影响,并采用生长抑制皿分析(GIPA)方法针对3种菌株在Pb、zn、Cu、Cd不同胁迫浓度下的生长量进行打分,分析其耐性与抗性指标(MTC与MIC).结果表明4种重金属在超过一定临界浓度后,对3种菌株的生长和蛋白酶活性均产生了较大的抑制作用.碱性蛋白酶对4种重金属均具有较大的适应性,其次是中性蛋白酶对Zn和Cd具有一定的适应性.而酸性蛋白酶对4种重金属均表现出被抑制状态.3种菌株对Pb和Zn耐性与抗性最高(2.0 mmol/L～6.0 mmol/L),其次是对Cd也具有一定的抗性(0.5 mmol/L～0.75 mmol/L).     

用真空冷冻干燥法制作的蛇标本

目前,国内的标本制作一般均采用剥制法,但据资料(<冷冻干燥技术与设备>赵鹤皋2005年6月华中科技大学出版社)国外已有人采用真空冷冻干燥法."真空冷冻干燥法"是将含水物质冻结成固态,然后在低温、真空状态下使其中的水从固态升华成气态,最终除去水分而保存物质的方法.该方法操作简单,不污染环境.其特点是干燥后体积、外形基本保持不变,而且蛋白质也不会变性.2007年1月,我们尝试用此方法制作了一条体长53 cm的赤链华游蛇(Sinonatrix annularis)标本,简介如下.