适于冻融过程的砷镉复合污染土壤稳定化材料筛选

冻融交替是影响北方地区污染土壤重金属稳定化修复效果的重要因素,但目前相关研究并不多见。本研究针对常见的19种重金属稳定化材料,通过模拟15周期冻融过程,探究冻融交替作用对不同材料修复土壤的理化性质及As、Cd稳定效果的影响。结果表明：(1)稳定化修复材料提高了复合污染土壤pH和电导率(EC),施加黏土矿物(SL)、调理剂(MCA、SA2)及生物炭(MBC、FBC1、FBC2)6种材料能够同步降低土壤有效态As和Cd的含量,分别降低15.0%～32.0%和14.0%～33.0%,其中MCA对土壤Cd和As的稳定效果最佳,生物炭MBC次之;(2)冻融交替显著影响稳定化修复效果,15周期冻融后,稳定化修复土壤pH值呈上升趋势,生物炭类材料(MBC、FBC1、FBC2)进一步降低了修复土壤中重金属的有效性,其中MBC对As、Cd稳定化效果分别提高14.2%和12.5%。总体上,芭蕉生物炭(MBC)适用于北方寒冷地区As、Cd复合污染土壤的稳定化修复。     

毛竹和雷竹地下系统结构及生物力学性质

利用植物稳定山体边坡是一种环保、经济、可持续的生物工程措施,符合生态文明建设新理念。以亚热带典型散生竹种毛竹和雷竹地下系统结构为研究对象,描述毛竹和雷竹根系在土壤中的空间分布状况,探究影响毛竹和雷竹地下系统生物力学性质的因素。结果表明:随着土层的深入,3个径级的毛竹和雷竹根系长度和体积所占比重均表现出逐渐减少的趋势,0—40 cm土层中集中了80%以上的根系。毛竹和雷竹径级D≤1 mm根系占全部根系长度的比重均为最大,大小依次为雷竹鞭根(83.62%)>雷竹竹根(80.46%)>毛竹鞭根(75.70%)>毛竹竹根(70.45%),毛竹径级D≥2mm根系体积所占比重最大,分别为竹根78.73%和鞭根70.23%,雷竹径级D≥2mm(43.60%)和D=1—2mm(39.76%)竹根体积比例相当,径级D=1—2mm鞭根体积为最大(50.78%);毛竹和雷竹不同生长阶段竹鞭抗拉强度和弹性模量之间均存在显著差异,中龄竹鞭抗拉强度显著高于幼龄和老龄,而中龄竹鞭的弹性模量显著低于幼龄和老龄,说明生长阶段是影响竹鞭抗拉强度和弹性模量的因素;饱和含水率条件下,毛竹和雷竹根系抗拉强度与...     

逆境胁迫对菜豆黄化苗转绿过程中交替呼吸途径与叶绿素荧光特征的影响

以菜豆黄化幼苗作为试验材料,探讨了铅(Pb)或PEG(聚乙二醇)胁迫下交替呼吸途径在植物转绿过程中对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性的影响,以阐明逆境胁迫下植物交替呼吸途径的生理学作用。结果显示：(1)与菜豆黄化幼苗正常转绿过程(对照)相比,Pb或PEG胁迫导致菜豆黄化幼苗的叶绿素含量积累延迟,使叶片PSⅡ潜在最大光化学量子效率(F_v/F_m)、光适应下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率(Y(Ⅱ))和光化学荧光猝灭系数(qP)显著下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)则显著增加。(2)在菜豆黄化幼苗转绿过程中,Pb或PEG胁迫导致其交替呼吸途径容量较对照均显著上升。(3)Pb或PEG胁迫下,交替呼吸途径抑制剂［水杨基氧肟酸(SHAM,1 mmol/L)］使菜豆黄化幼苗转绿过程中叶绿素含量、F_v/F_m、F_v′/F_m′、Y(Ⅱ)和qP进一步下降, NPQ却进一步增加,说明抑制交替呼吸途径会加剧Pb或PEG胁迫对PSⅡ反应中心活性的进一步抑制,使还原力积累加剧,造成热耗散进一步增加。研究表明,Pb或PEG胁迫均显著降低了菜豆黄化幼苗PSⅡ对光能的利用率,进而阻碍了菜豆黄化幼苗转绿进程;交替呼吸途径有助于在胁迫条件下缓解PSⅡ的过度还原,可能在一定程度上缓解了Pb或PEG胁迫对其转绿进程的阻碍作用。     

类芒齿黄芪地下部分化学成分研究

为了解类芒齿黄芪( Astragalus camptodontoides)主要化学成分,从其地下部分甲醇提取物的乙酸乙酯部位分离出19个单体化合物,通过现代波谱分析及理化性质等手段分别鉴定为异补骨脂黄酮(1),4′-hydroxy-isolonchocarpin (2),5-去氧山豆根黄酮(3),shinflavanone (4),khonklonginols H (5),4′-O-methylpreglabridin (6),3′-hydroxy-4′-O-methylglabridin (7),4′-O-methylglabridin (8),8-prenyl-phaseollinisoflavan (9),xambioona (10),光甘草酚(11),粗毛甘草素H (12),methylnissolin (13),邻苯二甲酸异丁酯(14),邻苯二甲酸丁酯异丁酯(15),β-谷甾醇(16),胡萝卜苷(17),齐墩果酸(18),(2S,3S,4R,9E)-1,3,4-trihydroxy-2-[(2′R)-2′- hydr-oxytetraco-sanoylamino]-9-octadecene (19)。化合物1~19均为首次从该植物中获得,化合物1~7为首次从黄芪属(Astraga-lus)植物中分离得到。     

光强梯度对羊草无性系分化与生长的影响

在温室内用透光率分别为 60 %、45%、30 %的遮阴网盖在花盆上遮阴 ,研究不同光照强度对羊草无性系分化与生长的影响 .结果表明 ,低光强影响羊草基株的生物量积累 ,抑制羊草无性系的分化和生长 .减少羊草地下根茎的数目 ( A=61 4个 ,D=2 31个 )和无性系分株数 ( A=70 4个 ,D=1 52个 ) .羊草根茎长度和节数、无性系分株干重等性状在不同的光强梯度之间存在显著差异 ( P<0 .0 1 ) ,这种差别在春季尤其显著 .     

Expression and signal regulation of the alternative oxidase genes under abiotic stresses

Plants in their natural environment frequently face various abiotic stresses, such as drought, high salinity, and chilling. Plant mitochondria contain an alternative oxidase （AOX）, which is encoded by a small family of nuclear genes. AOX genes have been shown to be highly responsive to abiotic stresses. Using transgenic plants with varying levels of AOX expression, it has been confirmed that AOX genes are im- portant for abiotic stress tolerance. Although the roles of AOX under abiotic stresses have been extensively studied and there are several excellent reviews on this topic, the differential expression patterns of the AOX gene family members and the signal regulation of AOX gene（s） under abiotic stresses have not been extensively summarized. Here, we review and discuss the current progress of these two important issues.     

紫斑牡丹休眠地下芽在组织培养条件下的发育研究

以紫斑牡丹（Paeonia rockii T.Hong et Li J.J.)休眠地下芽为材料,对同一时期打破休眠的地下芽在3种不同培养基上的发育状况、不同时间低温处理后在同一培养基上的发育,以及不同时期休眠地下芽在同一培养条件下的发育进行了比较研究。结果表明：MS＋BA 1mg/L NAA 0.5mg/L 2,4-d 0.5mg/L最有利于打破休眠的地下芽发育;不同低温处理对休眠地下芽的萌发率及发育速率作用明显不同,其中,720h的低温处理效果最佳;彻底打破休眠的不同时期地下芽在同一培养条件下发育速率基本一致。     

南极交替单胞菌R11-5产卡拉胶酶的发酵条件优化

【背景】极地寒冷环境中发现了大量具有潜在应用前景的冷适应酶,同时也存在种类繁多的海藻多糖降解菌,因此极端环境微生物是筛选获得新颖、高效多糖降解酶的重要新源泉。由于筛选培养基通常并非野生菌发酵产酶的最优条件,为了使野生菌的产酶效率达到最高,需要对其培养条件进行优化,从而为其深入研究及开发利用提供依据。【目的】对一株产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,并采用响应面法对该菌的发酵产酶条件进行优化。【方法】通过16SrRNA基因对产卡拉胶酶的南极菌株进行种属鉴定,采用响应面法优化南极菌株产酶发酵条件。【结果】该南极菌属于交替单胞菌属(Alteromonas),命名为交替单胞菌R11-5。发酵条件优化结果显示,7个环境因子影响交替单胞菌R11-5的产酶量。利用Design-Expert软件中的Plackett-Burman设计实验,筛选出影响交替单胞菌R11-5产酶量的4个主要因素分别为培养温度、牛肉膏浓度、卡拉胶浓度和Ca~(2+)浓度。通过Box-Behnken设计和响应面分析得到交替单胞菌R11-5最佳产酶发酵条件为:温度15.0°C,牛肉膏浓度11.0 g/L,卡拉胶浓度3.0 g/L,Ca~(2+)浓度5.0 mmol/L。优化后发酵上清液酶产量达到87.193 U/mL,与优化前相比提高了1.8倍。【结论】响应面法提高了南极交替单胞菌R11-5卡拉胶酶的产量,为其开发应用提供了科学依据。     

新疆玛纳斯热气泉免培养土壤细菌多样性分析

【目的】了解新疆玛纳斯热气泉土壤免培养细菌群落组成及多样性。【方法】采用免培养法直接从土壤样品中提取总DNA,利用细菌通用引物对土壤总DNA进行16S rDNA扩增,构建细菌16SrDNA文库。使用HaeⅢ限制性内切酶对阳性克隆进行限制性片段长度多态性分析(restriction fragment length polymorphism,RFLP),挑选具有不同酶切图谱的克隆进行测序、比对并构建16SrDNA系统发育树。【结果】从土壤细菌16S rDNA文库中随机挑选了170个阳性克隆,共得到29个不同的分类单元(operational taxonomic unit,OTU)。系统发育分析归为6个门:酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。其中厚壁菌门(Firmicutes)为绝对优势类群,占整个细菌文库的71%。29个OTUs中有14条序列与GenBank中相关序列的相似性低于97%(序列长度约1.5kb),占序列总数的48%。【结论】热气泉土壤细菌种群多样性较低,但存在大量潜在细菌新种。     

冻融条件下生物结皮覆盖对土壤饱和导水率的影响

生物结皮(BSC)是广泛分布的地被物,每逢冬春季节,受冻融交替作用影响,结皮土壤的理化性质和水文学特征明显改变且与裸土差异显著,从而影响该地区土壤可蚀性评估和土壤侵蚀防治。采用室内模拟实验,以蓝藻结皮土壤为对象,研究不同冻融交替次数和初始含水量下,土壤三相对温度变化的响应特征并定量分析结皮覆盖土壤在此条件下饱和导水率(Ks)的变化趋势和突变点。结果表明:初始含水量对Ks无显著影响(P>0.05),冻融交替次数对Ks有极显著影响(P<0.01),冻融条件下裸土的平均Ks为1.941 mm/min,结皮覆盖土壤平均Ks为0.325 mm/min,两者具有极显著差异(P<0.01),且随交替次数增加,Ks差异逐渐增大,并在10次时达到最大值为10.13倍。不同冻融含水量下的结皮土壤的Ks在冻融10—20次时趋近,平均值为0.219mm/min。冻融作用显著改变土壤结构,且在冻融7次时土壤结构变化较明显,冻融过程中<0.1 mm的土壤颗粒显著变化。试验条件下,Ks受因子影响程度大小为:冻融交替次数>土壤结构>结皮厚度>结皮容重>下层土壤容重>...