阿特拉津降解菌株AD111的分离鉴定及其降解特性

【背景】玉豆轮作过程中,玉米田中长残留除草剂阿特拉津易对下茬大豆作物产生不良影响。【目的】从黑龙江省安达市的农田土筛选一株能适应该土壤环境生长的阿特拉津降解菌并研究其降解特性。【方法】利用富集培养法,分离、筛选一株阿特拉津高效降解菌并结合外观形态、生理生化及16SrRNA基因序列测定对其进行鉴定,通过单一变量法设置不同的碳源、pH、温度和阿特拉津浓度,研究降解菌株最佳发酵及降解条件。【结果】得到一株在BSM-G中能够以阿特拉津为唯一氮源生长的高效阿特拉津降解菌AD111,鉴定为马德普拉塔无色小杆菌(Achromobacter marplatensis)。菌株AD111降解阿特拉津的最适温度为35℃,最适pH为8.0,最佳碳源为蔗糖,24 h内对浓度为50 mg/L的阿特拉津降解率达到99.7%,对300 mg/L的阿特拉津降解率达到81.9%。【结论】降解菌AD111具有较好的环境适应及阿特拉津降解能力,为解决黑龙江偏碱土壤中阿特拉津残留提供了良好的候选菌株。     

龙葵阿特拉津抗性生物型的鉴定和阿特拉津抗性基因的克隆

通过直接施用除草剂、荧光诱导和正反杂交试验等鉴定出4种抗阿特拉津的龙葵生物型。从抗性最强的B_(13)株制备叶绿体DNA,构建限制性内切酶Bam HI片段的基因文库,并从中筛选出1个5kb Bam HI片段的克隆pSB 135,通过与探针的分子杂交,证明在pSB 135克隆的Bam HI片段中含有编码叶绿体32k蛋白质的阿特拉津抗性基因。     

芦笋超雄株STS双分子标记的开发及应用北大核心CSCD

芦笋超雄株的获得是芦笋全雄系育种的关键,但是传统的全雄系材料需要通过杂交后代的分离情况来鉴定,极大增加了育种的周期和成本。因此,设计和开发芦笋超雄株植株性别鉴定标记具有重要的实践价值。本研究首先构建了968株芦笋两性株自交群体。在此基础上,根据Y染色体特异区基因SOFF和X染色体特异区基因WIP2/NTT设计开发了性别鉴定的STS双分子标记YSM和XSM。通过对单株性别鉴定结果表明,该STS双分子标记检测后出现293 bp单一条带的为超雄株,共有58株;出现245 bp单一条带的为雌株,共有550株;而出现245 bp和293 bp双条带的为雄株,共有360株,分别将293 bp和245 bp大小的条带进行测序后发现,两个序列和设计引物所用目的序列一致性均为100%。对开花后鉴定为雄株的418株单株逐一测交,对测交组合F_(1)的雌、雄性鉴定分析,发现有58个测交组合F_(1)全部为雄株,证明他们的父本为超雄株;有360个测交组合F_(1)出现雌雄株分离,证明他们的父本为雄株。这和STS分子标记鉴定结果完全一致,说明本研究的STS双分子标记可以准确鉴定芦笋雌株、雄株及超雄株性别。这为育种者进行芦笋全雄分子标记辅助育种提供了强有力的技术支撑。     

阿特拉津降解菌ATR3的分离鉴定与土壤修复

阿特拉津因效率高、价格低廉,是我国玉米田施用最广泛的除草剂之一,但其结构稳定,残留时间长,因此对生态环境和人类健康造成了一定的危害。从长期受阿特拉津污染的玉米田土壤中筛选并鉴定阿特拉津降解菌,明确其在不同类型土壤中的去除能力。对分离出的阿特拉津降解菌ATR3进行生理生化分析和16S rRNA序列鉴定,确定菌株ATR3为节杆菌属（Arthrobacter sp.）。该菌株以阿特拉津为唯一氮源,培养48 h后对1 000 mg/L阿特拉津的去除率达到97%以上。敏感作物盆栽试验结果表明,阿特拉津在棕壤上去除最快,褐土次之,黑土最慢,说明阿特拉津在土壤中的去除过程与土壤本身的理化性质呈相关关系。同时,该菌株处理14 d后,能明显恢复玉米的各项生物学指标,说明该菌株对阿特拉津污染土壤具有良好的修复能力。为阿特拉津降解菌剂的推广利用提供参考。     

大豆异黄酮通过刺激BEX2/BNIP3/NIX通路激活线粒体自噬保护SH-SY5Y神经元

阿特拉津是一种广泛使用的除草剂,可诱导黑质多巴胺能神经元变性,损害线粒体功能,导致帕金森病样综合征。尽管环境暴露的风险很高,但很少有研究预防阿特拉津神经毒性的药物和方法。黄酮类化合物具有良好的生物活性,如抗炎、抗氧化和细胞保护作用。异黄酮是大豆中含量最丰富的天然黄酮类化合物,具有多种有益的生物活性,包括线粒体保护作用。     

芦笋雌性特异性片段的克隆和分析(简报)

芦笋(Asparagus officinalis L.)又名石刁柏、龙须菜,系雌雄异株宿根性植物,是重要的经济作物之一。芦笋的性染色体为一对同形的L5染色体,雌性的性染色体为XX,雄性的性染色体为XY。性别决定的多态性是由位于一对L5性染色体上的一个显性基因M决定的[1-3],雌株基因型为隐性纯合子mm,雄株为显性纯合子MM(又称超雄株)或杂合子Mm。在生产上,由于雄株比雌株高产25%以上[4],并具有极强的抗病性和生命力,故雄株特别是超雄株则倍受生产者的青睐,但芦笋雌雄鉴定只有等到种植的第二年待植株开花时才能进行,这就严重影响了芦笋的有目的种植和经济效…     

抗阿特拉津转基因大豆植株后代的遗传分析

本试验用阿特拉津溶液涂抹、荧光诱导动力学检测、分子杂交等方法对抗阿特拉津转基因大豆植株的后代进行了鉴定,在第二代及第三代中检测到了抗性基因的存在,表明从龙葵中得到的此抗阿特拉津 psbA 基因不仅能导人大豆叶绿体基因组中获得表达,而且可以遗传到后代。     

阿特拉津对雄性鲫鱼血清雌二醇含量的影响

在实验室条件下研究了除草剂阿特拉津对鲫鱼(Carassius auratus)的急性毒性以及在不同暴露浓度和不同作用时间下低剂量阿特拉津对雄性鲫鱼血清雌二醇含量的影响.结果表明:阿特拉津对鲫鱼的24、48和96 h的LC50分别为229.33、146.17和105.94 mg·L-1,安全浓度为10.59 mg·L-1;长期(24 d)暴露时,低浓度(0.1～5.0 mg·L-1)阿特拉津对雄性鲫鱼血清雌二醇的合成具有诱导作用,且1.0 mg·L-1的诱导作用最强,与对照组相比血清雌二醇含量增加了84.1%;高浓度(10.0 mg·L-1)阿特拉津对雄性鲫鱼血清雌二醇的合成具有抑制作用;在5.0 mg·L-1浓度下,各个处理时间的血清雌二醇含量均高于对照组,其中第14天时雌二醇含量最高,比对照组增加50%(P＜0.01).血清雌二醇含量的变化直接影响雄性鲫鱼的生殖功能和性征变化,因富集阿特拉津而导致血清雌二醇浓度发生显著变化的雄性鲫鱼可能会出现一定的生殖缺陷.     

农田生态系统中除草剂阿特拉津的环境行为及其模型研究进展

阿特拉津是世界范围内广泛使用的除草剂,在曾经使用阿特拉津的国家的地下水、河流和湖泊中已经检测到阿特拉津的残留,长期暴露在该有机污染物的环境中,势必对动物的生殖与繁衍及人体的健康产生不良影响。介绍了阿特拉津国内外的研究情况,着重评述了阿特拉津的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解、生态毒理学评价以及模型对其环境行为的描述,目的旨在帮助理解田间阿特拉津迁移机制及其如何污染地下水。农田生态系统中阿特拉津的迁移规律决定其环境行为,它是进行环境和健康风险评价的基础,目前应用较多的迁移模型是经典的对流-扩散方程,该模型已广泛运用于水-土系统中化学物质的迁移,且室内模拟的实验结果能较好解释田间现象,因此,开展阿特拉津在稳定流场饱和/非饱和室内土柱中的混合置换实验及批量平衡吸附实验,可获得反映阿特拉津迁移的穿透曲线特性及阿特拉津吸附性能的分配系数,结合数学模型拟合阿特拉津在土壤中非平衡迁移曲线,用拟合参数预测不同深度土壤中阿特拉津浓度变化和累积淋溶量动态规律,应该是今后研究工作的重点。     

阿特拉津降解菌株的分离和鉴定

从农药厂废水中分离到6株能以除草剂阿特拉津为唯一氮源生长的细菌,即假单胞菌（Pseudomonas spp,.)AD1,AD2和AD6,土壤杆菌（Agrobacterium sp.)AD4,黄单胞菌（Xanthomonas sp.)AD5,欧氏菌（Erwinia sp.)AD7,AD1菌株能使无机盐培养基中的0．3g/L阿特拉津在72h内降解99．9％,当以AD1,AD2,AD4,AD5,AD6和AD7菌株的总DNA为模板进行PCR扩增时,除AD2菌株以外,均得到了与献报道的假单胞菌ADP菌株的阿特拉津氯水解酶基因（atzA)同源的PCR产物。     

一株阿特拉津降解菌的分离鉴定及降解特性

从农药厂废水处理池的活性污泥中分离到一株阿特拉津降解菌X-4, 根据其生理生化特性和16S rRNA基因序列相似性分析, 将其初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。该菌能以阿特拉津为唯一碳氮源生长, 42 h内对100 mg/L的阿特拉津降解效果为95.7%, 降解阿特拉津的最适温度为30 °C, pH为7.0。该菌对多种重金属离子都存在抗性, 显示了其在去除阿特拉津和重金属复合污染方面的应用潜力。对其降解基因的初步研究显示, 该菌含有trzN、atzB和atzC 3个阿特拉津降解相关基因。     

雌雄异株芦笋性别连锁标记与性别决定研究进展

芦笋(Asparagus officinalis L.)作为典型的雌雄异株植物,受严格的遗传控制,其雌雄性别符合1∶1的分离比例。芦笋性别具有丰富的多样性,包括雌株、雄株、两性株、超雄株等,研究其性别决定及其分化对解析其机制具有重要意义。前期研究发现,芦笋性别由位于第5染色体上的单个基因(M-m)控制,并在其性别决定区域M位点开发了一系列分子标记,但发现其以非特异性标记为主、多态性少、通用性差。并且通过组学的研究已发掘了一些与性别决定和分化相关的基因,并克隆了芦笋性别决定的asTDF1 (Defective in tapetum development and function 1)和SOFF (Suppressor of female function)基因,其分别起雄性败育和抑雌作用,这两个基因共同调控着芦笋的性别决定,由此认为芦笋的性别由双基因系统控制。因此,随着高通量测序技术的发展,对芦笋性别决定与分化的研究需深入到分子调控网络水平。本文现从性别连锁分子标记以及性别决定与分化机制对雌雄异株芦笋的研究进行总结和展望,以期为深入解析芦笋遗传机制提供理论依据。     

除草剂阿特拉津生物降解研究进展

阿特拉津（Ａｔｒａｚｉｎｅ）又称氯乙异丙嗪［２－氯－４（乙基）－６－（异丙氨基）－１,３,５－三嗪］,商品名莠去津,是一种广泛使用的三嗪类除草剂,用于阔叶杂草和禾草的防除,如玉米、高梁、甘蔗和库区杂草等。阿特拉津虽然是一种低毒除草剂,但由于它被微生物矿化的过程十分缓慢,在土壤中的半存留期长达４-５７周,所以在施用过这种除草剂的土壤中以及地下水和表面水中,其浓度远远超过３ｐｐｂ的最大允许值,造成对环境的污染［１］。阿特拉津在世界范围内已经使用了近４０年,其在环境中的扩散引起广泛重视,因此研究这种化合物的生物降解机理十分必要。虽然自１９８２年以来先后在诺卡氏菌属（Ｎｏｃａｒｄｉａ）［２,３］、红球菌属（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｕｓ）［４,５］、不动杆菌属（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ）［６］、土壤杆菌属（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）［７］和假单胞菌属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）［１,８,９］等多个细菌属中分离到降解阿特拉津的菌株,但直到９０年代中期,对这一生物降解过程所涉及到的基因、酶和中间代谢物仍知之甚少。自１９９５年Ｗａｃｋｅｔ实验室从施用过阿特拉津的土壤中分离到假单胞菌ＡＤＰ菌株以后［１］,阿特拉津的生物降解机理研究获得了迅速发展。此后,又从根瘤菌属（Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍ）［１０］以及棍状杆菌属（Ｃｌａｖｉｂａｃｔｅｒ）、产碱杆菌属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｓ）［１１］和Ｒａｌｓｔｏｎｉａ等多个细菌属中分离到降解阿特拉津的细菌。本文主要对假单胞菌ＡＤＰ菌株降解阿特拉津的酶学、遗传学和生物工程研究概况作简要介绍 。     

阿特拉津降解菌T_3 AB_1的分离鉴定及土壤修复

【目的】从阿特拉津污染土壤分离高效降解菌株,进行分类学鉴定、降解特性及黑土修复能力初步研究,为阿特拉津污染土壤微生物修复提供新的菌株。【方法】通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析方法进行菌株鉴定;通过培养时间、温度、pH值等环境因素的研究得出菌株的最佳降解条件;通过降解菌株接种于不同种类除草剂为唯一碳氮源培养基获得该菌株的降解谱;通过土壤接种和敏感作物盆栽生测试验验证菌株对阿特拉津污染土壤修复能力。【结果】本试验从黑龙江省讷河市长期施用阿特拉津的玉米田地中分离出一株能以阿特拉津为唯一碳氮源生长的细菌T3AB1,初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.),该菌株在72 h内对500 mg/L阿特拉津(pH 8.0)的降解率高达99%,其降解能力较高的条件为pH7.0-8.0、25-30℃、摇培72-108 h,该菌株能够利用甲氧咪草烟、咪唑乙烟酸、氟磺胺草醚、氟乐灵、异噁草松为唯一碳氮源进行生长,处理168 h的降解率能够达到12.66%-40.54%,该菌株处理21 d能够显著恢复敏感作物水稻的各项生物量指标,且随着处理时间的延长,其对土壤的修复作用也会逐渐增强。【结论】从黑龙江省污染土壤中筛选得到的高效降解阿特拉津的节杆菌属近缘种T3AB1,土壤接种实验表明该菌株具有很好的土壤修复作用,可为阿特拉津生物修复的研究提供适宜菌种资源。     

阿特拉津降解菌株DNS32的降解特性及分类鉴定与降解途径研究

【目的】研究阿特拉津降解菌株DNS32的菌种分类、降解特性及降解途径,丰富阿特拉津降解菌菌种资源。【方法】在长期施用阿特拉津的东北地区寒地黑土中筛选出一株以阿特拉津为唯一氮源生长的降解菌株DNS32,测定其基本降解特性,通过16S rRNA序列分析进行分类鉴定,并利用阿特拉津降解基因PCR扩增技术及降解产物生成量的测定,进一步揭示其降解途径。【结果】实验结果发现DNS32菌株具有较好的降解能力,且在相对较低温度下也具有一定的降解能力。16S rRNA序列分析结果表明DNS32与鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)16S rRNA序列同源性高达99%。成功地扩增降解基因trzN、atzB及atzC,实验结果表明DNS32遵循Arthrobacter aurescens TC1的降解模式,可将阿特拉津降解为氰尿酸,降解产物的生成量测定也证明了这一点。【结论】实验结果丰富了阿特拉津降解菌菌种资源,为不动杆菌属的阿特拉津降解菌研究提供了参考。     

除草剂扑草净和阿特拉津对海草与大型藻类的毒性比较

陆地径流等可引起海域中除草剂浓度升高, 从而威胁海洋大型植物——海草和大型藻类的生长。以叶绿素荧光为主要指标测定除草剂阿特拉津和扑草净的低、中、高(1、5和25 μg/L)浓度对4种常见海草:大叶藻(Zostera marina L.)、丛生大叶藻(Z. caespitosa M.)、矮大叶藻(Z. japonica Aschers. & Graebn.)、红须根虾形藻(Phyllospadix iwatensis M.)和2种常见大型藻类:孔石莼Ulva lactuca L.和海索面Nemalion helminthoides的光合抑制。结果显示, 低浓度1 μg/L的扑草净和5 μg/L的阿特拉津即对矮大叶藻、孔石莼和海索面产生了显著的光合抑制, 抑制率约而7.54%—12.97%; 大叶藻、丛生大叶藻和红须根虾形藻的扑草净和阿特拉津的显著作用浓度为5 μg/L, 在相同浓度下, 扑草净的光合抑制较阿特拉津更强, 同时, 矮大叶藻及两种大型藻类较其他3种海草成体对除草剂作用更为敏感。     

基于XGBoost模型的土壤中阿特拉津降解预测

利用自动机器学习方法建立预测土壤中除草剂阿特拉津降解效率的最佳模型,可评估土壤中阿特拉津的残存风险。本研究收集了49篇已发表文献中的494对数据,选择土壤pH、有机质含量、饱和导水率、土壤湿度、阿特拉津初始浓度、培养时间和接菌量7个因素作为输入特征,以阿特拉津在土壤中的一级反应速率常数作为输出特征,建立了6种预测土壤中阿特拉津降解效率的模型。通过线性回归和相关评价指标对模型性能进行综合分析。结果表明：XGBoost模型在预测一级反应速率常数(k)方面性能表现最佳。基于预测模型获得各因素的特征重要性排名,依次为土壤湿度>培养时间>pH>有机质>阿特拉津初始浓度>饱和导水率>接菌量;应用SHAP解释各特征与土壤中阿特拉津降解能力间的潜在联系以及各特征贡献度发现,时间对k有负贡献,而饱和导水率则对k有正贡献。土壤湿度、阿特拉津初始浓度、pH、接菌量和有机质含量的高值普遍分布在SHAP=0两侧,说明它们对土壤中阿特拉津降解存在复杂贡献。XGBoost模型结合SHAP方法在预测k性能和可解释性方面具有较高的准确性。通过机器学习方法,充分挖掘历史试验数据的价值,...     

阿特拉津和林丹对紫贻贝生长与繁殖净能的影响

本研究评估了亚致死浓度的林丹(1/2的60dLC50,0.935mg/L)和阿特拉津(1/2的60dLC50,3.585mg/L)对海洋性贝类影响的生理学反应。林丹和阿特拉津是已被公认的环境污染物质。56d的实验表明,这两种农药在贝类体内具有积累作用,而且在体内各器官的积累程度与其作用的靶器官相一致。林丹在体内的积累浓度(每克干重372μg)比阿特拉津(每克干重137μg)更高。该贝类在林丹中暴露56d,其氧的消耗比对照组降低10%,而在阿特拉津中则比对照组提高了29%。经林丹和阿特拉津暴露后,增加了氨排泄物。但是,两种农药均使贝类的取食率和吸收率下降。林丹会降低贝类的取食率、氧消耗、氨排泄、食物吸收率以及生长范围。在形式上,阿特拉津对贝类的影响与林丹的影响有不同之处,它会降低贝类的取食率和食物吸收率,但与林丹不同的是,它会提高贝类的氧消耗和氨排泄。总之,阿特拉津会明显地减小贝类繁殖净能。因此,阿特拉津暴露与林丹暴露的毒性症状是一致的。结合组织化学分析,贝类的生理学反应可作为一种理想的环境监测工具。研究结果表明,在二分之一的半致死浓度下暴露两个月,不仅能有效地证明林丹和阿特拉津在贝类组织内具有积累作用,而且对这些积累能产生生理反应。     

蝴蝶兰快速繁殖及花芽诱导(简报)

以Hyponex为基本培养基,蝴蝶兰杂交后代种子[Dtps.Taisuco Happy Smile‘Ta Bei chou’×(Dtps.Taisuco Firebird×P.New Cinderella)]在不加生长调节剂的条件下萌发率达80%,添加适宜浓度的NAA和BA均能诱导出芽并增殖生根。实生苗经预处理后,再转入附加BA和TDZ的VW培养基中培养可诱导出花芽,若辅以低温处理,花芽诱导率可提高至51.7%。     

元宝枫花芽分化及花开放过程研究

为探明元宝枫花性别、交配系统及花芽分化过程,通过石蜡切片和连续解剖观察,对元宝枫花开放及花芽分化过程进行了研究。结果表明：(1)元宝枫花性别可分为雌能花和雄能花两种,雌能花花药不开裂,只表现雌性功能,而雄能花分Ⅰ型和Ⅱ型两种,花药均可产生成熟花粉并开裂散粉,只表现雄性功能。(2)元宝枫是较为少见的二重雌雄异型异熟树种,且交配系统有雄先型和雌先型两种;雄先型小花开放顺序为：雄能花→雌能花→雄能花,雌先型小花开放顺序为雌能花→雄能花→雄能花。(3)元宝枫花芽的形态分化期开始于7月上旬,花序和小花分化期为8月上旬,雄蕊和雌蕊分化开始于8月下旬,雌配子体发育晚于雄配子体。(4)元宝枫花性别分化的关键期为第二年的3月下旬至4月上旬。