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。     

除草剂阿特拉津对土壤脲酶活性的影响

研究了阿特拉津对4种典型施肥处理的土壤脲酶活力的影响。结果表明,处理初期,低浓度阿特拉津对土壤脲酶有一定刺激作用,高浓度处理在整个试验过程中对脲酶有明显抑制作用,阿特拉津对不同肥力土壤中脲酶的影响有明显差异,对照土壤和NPK肥土壤中脲酶活力较低,脲酶受抑制明显,抑制率分别高达30．35％和28．89％;NPK+秸秆和NPK+有机肥土壤的脲酶活力高,脲酶抑制率低,最高抑制率分别为21．35％和16．86％,不同肥力土壤在整个处理过程中,脲酶抑制率均为先逐渐增大到最大值,然后又逐渐降低;高肥力土壤脲酶抑制率最大值出现的时间比低肥力土壤迟,表明高肥力土壤对阿特拉津有较强的耐受能力。     

抗阿特拉津基因PCR检测方法的建立与应用

阿特拉津是一种均三氮苯类除草剂,其作用机理是取代质体醌与叶绿体类囊体膜上的32kDa蛋白的结合,从而阻断光系统Ⅱ的电子传递而使光合作用受阻。32kDa蛋白由叶绿体psbA基因编码,psbA基因的突变使32kDa蛋白的第264位丝氨酸变为苷氨酸或丙氨酸,从而丧失与阿特拉津结合的能力,导致对阿特拉津除草剂的抗性。由于阿特拉津除草剂在大豆产区的广泛使用,选择和培育阿特拉津抗性     

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（Ｐｓｅｕ－ｄｏｍｏｎａｓ ｓｐｐ．）ＡＤ１、ＡＤ２和 ＡＤ６,土壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｓｐ．）ＡＤ４,黄单胞菌（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）ＡＤＳ,欧文氏菌（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Ａ     

基因工程菌对阿特拉津的生物转化及其影响因素

研究考察了基因工程菌转化阿特拉津的共代谢碳源、转化动力学和影响因素。结果表明,作为共代谢碳源,葡萄糖优于乙酸盐,碳源浓度对转化影响不大,对工程菌生长影响显著。阿特拉津比转化速率与工程菌初始密度无关,与阿特拉津初始浓度有关,用Monod方程拟合转化动力学,求得方程参数为V_(max)=0．168/h,Ks= 30．49mg/L。降低温度会显著降低阿特拉津比转化速率;偏碱性的条件下,阿特拉津转化率较高,酸性条件严重抑制阿特拉津转化;盐度在一定范围内不影响转化活性;Co~(2 )、Fe~(2 )、Fe~(3 )和Zn~(2 )促进阿特拉津转化,Mn~(2 )、Ni~(2 )和Cu~(2 )抑制阿特拉津转化。菌体细胞对阿特拉津的吸附和转化作用呈正相关关系。     

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。     

龙葵抗阿特拉津生物型叶绿体基因文库的建立

用对阿特拉津(Atrazine)除草剂抗性的龙葵生物型B_(12)株系作材料,制备叶绿体DNA。B_(12)株ctDNA(叶绿体DNA)经BamHI酶解,在0.7％琼脂糖凝胶电泳上呈现24条带,其中最大的片段为18.6kb,最小的片段为1kb。用pBR322作为载体,构建B_(12)株ctDNA BamHI片段文库。通过与探针的分子杂交,从中筛选出含有编码叶绿体32kd蛋白质的阿特拉津抗性基因的克隆pSB135和含有ATP合酶α亚单位基因的克隆pSB132。     

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。     

龙葵叶绿体的阿特拉津抗性基因psbA的核苷酸序列及有关分析

对克隆在psb135质粒上的来自龙葵阿特拉津抗性生物型的psbA基因进行DNA序列分析,测得长为1384个核苷酸的全序列,包括该基因的全部编码区和5′上游顺序。该基因的核苷酸序列与另一个独立来源的龙葵阿特拉津抗性基因的核苷酸序列完全相同,在由核苷酸推导的氨基酸序列的基础上,比较了分别由龙葵抗阿特拉津和对阿特拉津敏感的psbA基因编码的32kD蛋白质的二级结构,并对其可能的含意进行了讨论。     

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。     

工业废水中阿特拉津降解细菌的遗传和生理多样性

【目的】通过遗传学和生理学实验,揭示分离自工业废水的阿特拉津降解细菌具有遗传和生理多样性,为阐明阿特拉津生物降解的分子机理和阿特拉津降解细菌在污染环境生物修复中的应用提供新见解。【方法】用普通PCR方法检测菌株的阿特拉津降解基因,分析其降解基因组成;用基因组重复序列PCR技术(rep-PCR)分析降解菌株的基因组类型;用Western blot方法检测菌株阿特拉津降解途径的第一个酶三嗪水解酶(TrzN);用不同氮源(阿特拉津、莠灭净、扑草净、西玛津、氰草净、阿特拉通和氰尿酸)和碳源(蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、乳糖、柠檬酸钠、乙酸钠和琥珀酸钠)培养降解菌株,通过检测培养液的OD600值,证明菌株能够利用的氮源和碳源种类。【结果】对分离自工业废水的27个阿特拉津降解菌株所进行的阿特拉津降解基因PCR检测表明,其降解基因组成分别为trzN-atzBC、trzN-atzABC和atzADEF;通过rep-PCR实验将27个阿特拉津降解菌株分为7个群;Western blot结果表明,27个菌株中有24个含有三嗪水解酶TrzN;氮源利用实验表明,2个菌株能够利用所有7种氮源生长,其余25个菌株只能利用其中的2-6种;碳源利用实验表明,10个菌株能够利用所有7种碳源生长,其余17个菌株只能利用其中的3-6种。【结论】分离自某工业废水的27株阿特拉津降解功能菌存在相当广泛的遗传和生理学上的多样性,trzN-atzABC降解基因组成为首次发现。     

阿特拉津降解菌SYSA的分离筛选和鉴定

从长期施用阿特拉津的土壤中筛选到1株能够以阿特拉津为惟一碳源生长的菌株SYSA,经生理生化特性鉴定和16S rDNA序列分析,该菌为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae).对SYSA菌的生物学特性研究表明,pH 7-8,30℃时,在以阿特拉津(20 mg/L)为惟一碳源的培养基上经146 h培养,降解率为87%.     

阿特拉津高灵敏酶联免疫吸附检测法的建立

目的：建立高灵敏度的阿特拉津酶联免疫吸附检测法。方法：将间接竞争ELISA进行条件优化以提高检测灵敏度,包括包被抗原与一抗的最佳工作浓度筛选、选择一抗的最佳稀释度对包被抗原进行细化筛选、不同有机溶剂对竞争结合反应的影响、酶标二抗稀释度筛选等。用建立的酶联免疫检测法检测实际样品,再与高效液相色谱法（HPLC）检测进行比较。结果：利用优化后条件建立了阿特拉津间接竞争ELISA检测曲线,标准曲线的相关系数R²=0.9958,相关性较好。另由此标准曲线可得LOD （最低检出限）为1.972 ng/ml。用于检测实际样品,回收率在80%-120%之间。当添加样品浓度为（0~6） ng/ml时,该法的检测灵敏度高于HPLC。结论：新建立的阿特拉津ELISA特异性好、精密度高,可代替大型仪器用于阿特拉津实际样品检测。     

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.     

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,...     

水体阿特拉津残留对水葱生物量及生理特性的影响

利用营养液水培法, 研究了5个阿特拉津(atrazine)浓度(1、2、4、8和16 mg·L^-1)下水葱(Scirpus tabernaemontani)鲜重、叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、根系活力和叶绿素含量等的变化。结果表明, 水葱在阿特拉津胁迫下, 鲜重、RWC、叶绿素含量均有不同程度的下降, 根系活力和POD活性降低, 同时MDA含量上升, 膜脂过氧化程度加剧。由于阿特拉津的降解, 这种不良影响随处理时间的延长而减弱。但其对叶绿素含量的影响具持久性; 培养60天内, 叶绿素含量仍显著低于正常水平。阿特拉津浓度越高, 对水葱的植物毒性越高, 当浓度高于8 mg·L^-1时, 水葱的生长和生理活动受到显著影响(p < 0.05); 低于1 mg·L^-1时, 与对照无显著差异。     

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。     

皇竹草活性氧代谢对阿特拉津胁迫的响应特征

采用水培实验研究了4个浓度（5、10、20、40 mg·L^-1）除草剂阿特拉津胁迫下,皇竹草（Pennisetum hydridum）叶片内超氧阴离子生成速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量、原生质膜透性的变化,探讨皇竹草对阿特拉津的抗性及其生理机制。结果显示:（1）低浓度（5、10 mg·L^-1）的阿特拉津胁迫使皇竹草叶片内超氧阴离子生成速率和CAT活性升高,却使H₂O₂含量及SOD和POD活性降低,但随着培养时间的延长,培养液中阿特拉津浓度的降低导致上述指标又有恢复到正常水平的趋势;而高浓度（40 mg·L^-1）的阿特拉津胁迫则使皇竹草叶片内H₂O₂含量、SOD、POD和CAT活性持续降低。（2）在各胁迫浓度下持续胁迫10 d后,皇竹草叶片内MDA含量开始逐渐升高,并且升高幅度随着胁迫浓度的提高而明显增加,但各胁迫浓度下叶片原生质膜相对透性未见明显的变化。研究表明,皇竹草可能通过活性氧等信号分子调控自身保护酶系统的活性来缓解阿特拉津造成的伤害,从而对低浓度（5、10 mg·L^-1）的阿特拉津胁迫表现出较强抗性。     

阿特拉津和毒死蜱对东北小鲵蝌蚪氧化应激的影响

为了研究阿特拉津和毒死蜱单一及联合暴露对东北小鲵(Hynobius leechii)蝌蚪抗氧化酶活性的影响,实验选择不同浓度、不同时间点阿特拉津和毒死蜱单一及联合暴露对东北小鲵蝌蚪超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)及丙二醛(MDA)的影响。结果表明,随着暴露时间的增加及各处理组浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性明显降低,丙二醛(MDA)水平明显上升,从而说明阿特拉津和毒死蜱单一及联合暴露会对东北小鲵蝌蚪的抗氧化酶系活性产生影响,进而产生毒理效应。当暴露21 d后,通过恢复实验,发现恢复末期与暴露末期相比,低浓度组和中浓度组上述3种酶活性变化不显著,而高浓度组上述3酶活性均有明显改善。