水环境中工程纳米颗粒物的生态毒理学机理及理想模式生物的筛选

随着纳米技术产业的高速发展,大量工程纳米颗粒物(Engineering nano-particles,ENPs)被排放到自然水环境中,因此对其进行生态毒性及环境风险的研究尤为迫切。综述了ENPs在水环境中的毒理学机理及理想模式生物筛选的研究进展。目前的研究表明ENPs的毒性作用机制主要包括两方面:一是影响细胞信号通路,二是氧化应激造成基因表达的变化。此外,光催化活性、细胞表面附着、溶解特性、表面特征、赋存形态、溶剂效应及与其他环境污染物的协同作用也是可能的毒性作用机理。模式生物的筛选与确定在纳米生态毒理学研究中极为重要。鱼类作为水环境中普遍存在的脊椎动物,群落庞大,其具有行为端点敏感性高、且在生物毒性实验中存在明显的量效关系等特征,被认为是研究ENPs生态毒理学最适合的水生模式生物。研究表明针对在ENPs影响下的未成年鱼类的行为特征研究比传统的胚胎发育及致死率研究更为有效。无脊椎动物和浮游植物同样在各种水环境中普遍存在,对环境污染物极为敏感,且对有害物质具有显著的富集放大效应,因此作为模式生物也具有一定的优势。     

野生稻高产QTL高效表达的光合生理基础

以携带野生稻高产QTL的晚稻新恢复系远恢611所配部分强优势组合为材料,对其部分光合生理指标进行测定的结果表明,远恢611系列组合杂种优势强,穗大粒多,库容量大,具有超高产潜力;后期上面3片功能叶宽大、直立、叶面积大,与茎秆夹角小,不披垂;比叶重大而稳定,不早衰;剑叶净光合速率高,库很大且源较足是远恢611系列组合高产的主要生理原因;也可能是野生稻高产QTL高效表达的重要生理基础。     

广适性光温敏不育系Y58S幼穗分化期耐冷性表现及生理机制

为了阐明水稻光温敏不育系幼穗分化期耐冷的形态生理机制,以耐冷不育系Y58S和4个生产上常用光温敏不育系为试验材料,研究了低温胁迫(17.5℃,10 d)下结实率、穗部形态、株高、光合特性以及抗氧化物酶系统等的变化。结果表明,低温胁迫下Y58S的幼穗分化期耐冷性在5个不育系中最强,与敏感的C815S和株1S相比,Y58S表现为株高和穗长降低幅度较小,保持较高结实率;光合作用受低温影响不显著,SPAD值、光合速率等光合指标无显著变化;SOD、POD活性降低幅度较小,MDA含量、相对电导率增幅较小。     

作物抗逆性基因工程

自1986东京国际生物工程博览会以来,作物抗性品种越来越受到极大关注。作物抗性基因工程的研究十分迅速,已在作物抗虫害、抗病害和抗除草剂等方面取得了不少转基因植株,有的建成了品系。本文着重介绍作物抗虫害、抗病毒害、抗除草剂等抗性基因工程的新进展和应用。     

油田硫酸盐还原菌酸化腐蚀机制及防治研究进展

硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,SRB)是一些厌氧产硫化氢的细菌的统称,是以有机物为养料的厌氧菌。它们广泛分布于pH值6-9的土壤、海水、河水、淤泥、地下管道、油气井、港湾及锈层中,它们生存于好气性硫细菌产生的沉积物下,其最适宜的生长温度是20-30℃,可以在高达50-60℃的温度下生存,与腐蚀相关的最主要的是脱硫脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)。 它们是许多腐蚀问题的主因,例如油田系统金属管路的腐蚀等。在海上油田生产中,海水常被注入油井用于进行2次采油。富含硫酸盐的海水能加速油藏中SRB的生长,随之H₂S大量产生,引起油田水的酸化,H₂S具有毒性和腐蚀性,增加石油和天然气中的硫含量,并可能引起油田堵塞。SRB引起的腐蚀问题是拭待解决的最主要问题。国内外治理该问题的途径主要有物理杀灭、添加化学杀菌剂等方法,但是这些方法成本高,持续效果不显著。近几年来国外学者开始重点关注利用生物竞争排斥技术(Bio-competitive inhibition technology,BCX)控制硫酸盐还原菌的生长代谢的方法,该方法的原理为通过加入特定的药剂,激活油藏中的本源微生物或加入外源微生物,使其与SRB竞争营养源或产生代谢物抑制SRB的生长代谢,进而抑制H₂S的产生。GMT-LATA的科学家对在厌氧油气储层和开采系统中硝酸盐还原菌的作用进行了最早的研究,认为该细菌可以抑制硫酸盐还原菌的代谢活动。随后BCX技术已经在国外部分油田得到了应用,国内还没有在海油生产中应用的报道,但是也有学者对该方法进行了研究。     

不同水稻品种种子固有细菌群落的多样性

种子固有细菌是植物内生细菌的重要来源, 对植物的健康以及接种细菌的定殖能产生重要影响。该文以杂交水稻(Oryza sativa)种子为研究对象, 比较研究了不同品种水稻种子中固有细菌群落的多样性。利用799f和1492r这对引物成功地从水稻种子中扩增出固有细菌16S rDNA片段; 通过构建16S rDNA文库和扩增核糖体RNA基因酶切分型(ARDRA)的方法, 对杂交水稻 ‘丰优611’ (‘丰源A’ × ‘远恢611’)、‘金优611’ (‘金23A’ × ‘远恢611’)和‘金23A/09H013’ ( ‘金23A’ × ‘09H013’) 3个组合的子代及其各自亲本的种子固有细菌群落结构的多样性进行了研究。构建的7个克隆文库中, 每个文库含有200-300个克隆, 30-40个操作分类单元(OTU), 对ARDRA分型得到的代表序列进行分析, 在16S rDNA文库中发现多种细菌类群, 包括α变形杆菌(α-Proteobacteria)、β变形杆菌、γ变形杆菌、放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌(Firmicutes)和拟菌(Bacteroidetes), 优势菌属是泛菌属(Pantoea)和芽孢杆菌属(Bacillus)。不同品种的水稻种子固有细菌群落结构不同, 而杂交子代种子中的优势菌与亲本种子中的优势菌在种类和数量上都具有一定的相关性。此外, 子代种子中丰度5%以上的细菌也能在各自父本或母本中检测到。