辐照提高人工湿地美人蕉抗寒性及其越冬效果研究

植物是人工湿地的重要组成部分, 但大多数湿地植物在低温环境下不能生存, 微生物活性受到抑制, 导致人工湿地低温应用受到限制。研究将辐照育种的手段应用于湿地植物, 以提高其抗寒性。研究采用25、45、60和80 Gy的γ射线对美人蕉(Canna indica L.)种子进行辐照, 剂量率为6 Gy/min, 待幼苗长出后进行阶段性降温培养, 并评价各组抗寒性。结果表明: 在低温下, 辐照幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均高于对照组。对照组丙二醛(MDA)在低温下大量积累, 且含量显著高于辐照组。在低温条件下, 幼苗脯氨酸、可溶性糖、蛋白质含量高于对照组。辐照组抗寒性得分高于对照组, 45 Gy组得分最高。随后将最佳辐照处理的美人蕉种植于人工湿地, 对其冬季净化效果进行评估, 评价指标包括: 总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)。结果发现, 45 Gy辐照组人工湿地的冬季TP去除率显著高于对照组(P<0.05)。由此可见, 辐照处理能够有效提高美人蕉的抗寒性, 并提高人工湿地冬季净化效果。     

不同生物促生剂添加量对垂直流人工湿地水质净化效果的影响

以垂直流人工湿地为研究对象,探讨不同生物促生剂添加量对系统中N、P以及COD去除效果的影响,并通过测定人工湿地系统中基质磷酸酶和脲酶活性来进行机理分析。结果表明,添加生物促生剂可显著提高系统的脱氮效率,TN和N H4+-N去除效率均达到80%以上,较对照系统分别提高了71.5%和31.7%,对TP和COD的去除效率最高可达到36.0%和91.6%,较对照系统分别提高了9.1%和5.9%。同时可提高系统中基质磷酸酶和脲酶活性,对系统中基质脲酶活性更具有显著性的影响,基质磷酸酶、脲酶活性和COD去除率间存在显著正相关。研究中所采用的生物促生剂在本系统中最适宜添加量为5μL/L,即每升进水中添加5μL生物促生剂。     

自噬相关蛋白Atg4.1过表达促进嗜热四膜虫亲本大核程序化降解

细胞核自噬在真核生物进化过程中具有重要作用,然而不同生物中的自噬分子调控机制并不完全清楚。嗜热四膜虫有性生殖过程中亲本大核的程序化降解是一种独特的细胞核选择性自噬。该研究从嗜热四膜虫中鉴定出一种自噬相关基因Tt ATG4.1(TTHERM_00526270),编码677个氨基酸。Tt ATG4.1在营养生长期和饥饿期不表达,在有性生殖期2 h特异表达,亲本大核开始降解的anlagen时期表达量最高。通过同源重组构建获得MTT1启动子调控表达的ATG4.1突变株,免疫荧光定位显示, Atg4.1定位在细胞质和降解的亲本大核上。过量表达Atg4.1导致anlagen时期亲本大核未能正常凝缩,且细胞核膨大。通过自噬体和溶酶体荧光探针标记发现过量表达Atg4.1不影响亲本大核的酸化,但相比于野生型细胞,过表达Atg4.1细胞株中,亲本大核的降解更快。研究表明自噬相关蛋白Atg4.1参与调控嗜热四膜虫有性生殖中亲本大核程序化降解。