氢稳定性同位素确定植物水源的应用与前景

介绍了氢稳定性同位素的测定方法和δD分析在植物水分来源研究中应用的原理,方法和典型案例,植物对不同水源的选择性和植物水分的δD分析被用于各种群落类型和环境中分析植物短期和长期的水分利用形式,甚至定量确定不同环境中各种植物对不同水分来源的利用,如白松、荒漠植物,河岸林和海岸植物,δD分析还用于研究植物与植物之间的相互作用。此外,氢稳定性同位素分析在古气候研究,植物光合途径,动物生理生态学和食物链等生态学领域也有着广阔的应用前景。     

微生物学全英文教学的探索与思考

本科全英文教学已在国内高校蓬勃发展。微生物学是一门具有国际通用性特点的专业必修课,目前在国内对该门课程实行全英文授课的高校越来越多,但是不少高校的全英文教学存在语言交流和理解障碍、评价机制不健全等诸多方面的问题。为解决这些问题,我们提出采用双语教学+全英文共享课程这种符合中国学生特点的混合式教学方式,克服微生物学教学过程中师生面临的困难,促进微生物学英文教学的健康发展。     

氮源对雨生红球藻绿色生长期细胞生长的影响

【背景】雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞能合成积累具有超强抗氧化活性的虾青素,是生产高值天然虾青素的优异藻种。【目的】解析不同氮源对雨生红球藻生长的效应,以期建立优化氮素营养提高雨生红球藻生物量和虾青素产量的技术体系。【方法】选用Na NO3和NH_4Cl为氮源、辅以pH缓冲液Hepes,培养雨生红球藻藻株797,测试2种不同氮源对雨生红球藻藻液pH、营养生长期(绿色生长期)藻细胞生长、叶绿素含量和生物量等的影响。【结果】以Na NO3为氮源培养的雨生红球藻细胞的比生长速率、生物量、叶绿素a和叶绿素b含量均高于以NH_4Cl为氮源培养的藻细胞。不同氮源对雨生红球藻培养液的pH值有显著影响,NH_4Cl氮源导致培养液pH值降低,然而Na NO3氮源则导致培养液pH值上升。添加pH缓冲液Hepes能有效稳定培养液的pH值,并促进雨生红球藻的生长,尤以NH_4Cl为氮源添加Hepes的效果更显著。不同氮源导致雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量等差异主要源于不同氮源引起藻液pH的变化。【结论】添加pH缓冲液Hepes可有效控制藻液pH,进而显著促进以Na NO3和NH_4Cl为氮源的雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量积累。     

Biotechnological production and practical application of L-asparaginase enzyme

L-asparaginase is a vital enzyme of medical importance, and renowned as a chemotherapeutic agent. The relevance of this enzyme is not only limited as an anti-cancer agent, it also possesses a wide range of medical application. The application includes the antimicrobial property, treatment of infectious diseases, autoimmune diseases, canine and feline cancer. Apart from the health care industry, its significance is also established in the food sector as a food processing agent to reduce the acrylamide concentration. L-asparaginase is known to be produced from various bacterial, fungal and plant sources. However, there is a huge market demand due to its wide range of application. Therefore, the industry is still in the search of better-producing source in terms of high yield and low immunogenicity. It can be produced by both submerged and solid state fermentation, and each fermentation process has its own merits and demerits. This review paper focuses on its improved production strategy by adopting statistical experimental optimization techniques, development of recombinant strains, through mutagenesis and nanoparticle immobilization, adopting advanced and cost-effective purification techniques. Available research literature proves the competence and therapeutic potential of this enzyme. Therefore, research orientation toward the exploration of this clinical significant enzyme has to be accelerated. The objectives of this review are to discuss the high yielding sources, current production strategies, improvement of production, effective downstream processing and therapeutic application of L-asparaginase.     

固定化Ralstonia metallidurans CH34降解苯酚的研究

将既能耐抗重金属又能降解苯酚的细菌Ralstonia m etalliduransCH34固定化以提高其降酚效率。首先通过正交实验,得到了固定化该菌种的最优制备条件,然后对固定化细胞的降酚效果进行了研究。结果表明,固定化R.m etalliduransCH34的降酚效果明显优于游离细胞;抗重金属毒性方面也有较大提高;在加入额外碳源(甲苯,柠檬酸)情况下,固定化R.m etalliduransCH34进行苯酚降解时所受影响明显要小于游离态菌。     

无机盐和碳氦源对青霉PT95类胡萝卜素产率的影响

供试的4种无机盐中,K2HPO4的单因子效应最好;K2HPO4 KCl MgSO4表现出最好的正协同效应。5种碳源都能被PT95菌株利用,麦芽糖和蔗糖是最适碳源。在以酵母膏为氮源的培养基上,PT95菌株的菌核生物量最高;而在以蛋白胨为氮源的培养基上,类胡萝卜素产率最高;铵盐和尿素对菌核形成不利;硝酸钠是最好的无机氮源。培养基中的含氮量保持在0．24～0．48g/L,含碳量保持在5．26～21．05g/L,有利于PT95菌株形成菌核和积累色素;培养基的最适C/N比为25：1。     

基于氢氧同位素技术的流域水源涵养研究进展

水源涵养有助于拦蓄降水、调节径流,影响着生态系统水文调节、水质净化等功能。在城市化及气候变化的背景下,水资源供需矛盾、水体污染等生态环境问题不断加剧。深入理解流域水源涵养过程、能力及作用是防治上述生态环境问题的基础。随着同位素水文学的发展,同位素技术在水文水资源的研究中的优越性逐渐得到凸显。氢氧同位素是天然示踪剂,在水分溯源、水分滞留时间估算等方面具有独特优势。但相关研究多关注水文过程的某一具体方面,没有形成系统、明确的水源涵养研究框架。为更好地促进氢氧同位素技术在水源涵养研究中的应用,研究总结了应用氢氧同位素技术刻画水源涵养过程、能力和作用的相关研究。从水源涵养的能力估算、过程刻画、水源涵养的"蓝"绿"作用等方面,梳理了基于氢氧同位素技术的水源涵养研究框架,明确了本领域亟待加强的研究方向。研究对于理解流域水源涵养的机理、科学评估水源涵养服务价值等方面具有重要的理论和实践意义。     

长期氮添加对亚热带森林土壤微生物碳源代谢多样性的影响

土壤微生物功能多样性对维持生态系统功能和稳定性具有非常重要的意义。人类活动造成全球氮沉降量激增,会引起土壤微生物群落结构和功能的改变,但是目前有关亚热带森林生态系统土壤微生物碳源利用多样性对模拟N沉降的响应还不是很清楚。依托位于鼎湖山的长达15年的长期野外模拟氮沉降试验样地平台,借助Biolog-Eco微平板技术,分析探讨了不同N添加量对季风常绿阔叶林中土壤微生物群落碳代谢功能多样性的影响差异及机制。研究结果表明:(1)与对照相比,长期低N、中N和高N量添加使土壤微生物碳源代谢活性(AWCD)分别显著降低了15.3%、32.9%和38.0%;并且显著降低了微生物碳源利用Shannon多样性指数和丰富度指数;(2)微生物对糖类、羧酸、氨基酸、胺类和酚酸类的利用随着施N水平的提高而显著降低;其中胺类最为敏感,长期高N添加下其利用强度与对照相比显著降低了80.2%;(3)主成分分析表明,不同N添加水平显著影响了土壤微生物碳源利用(P=0.001);(4)分类变异分析表明,土壤和植物因素可解释不同N水平下碳源利用差异的90.7%;(5)典型对应分析发现,土壤pH(P=0.009)是解释不同N水平添加处理间土壤微生物碳源代谢多样性差异的主要环境因子;而植被丰富度和凋落物量没有显著影响。综上所述,长期不同N添加显著影响了亚热带森林土壤微生物碳源代谢多样性,并且结果表明土壤pH是影响碳源利用多样性的主要影响因素。研究结果对于揭示全球变化影响下热带森林生态系统地下生物多样性维持机制提供了重要理论依据。     

接种不同VA菌根真菌对红三叶草利用不同磷源的影响

以红三叶草为材料,利用三室隔网培养方法,研究了施用不同磷源条件下,接种VA菌根真菌(Glomusmosseae和Glomusversiforme)对外加有机磷源及土壤有机磷的利用效率.植物生长10周后,测定植株干物重、含磷量、菌根侵染率及根系长度.结果表明接种菌根真菌能明显增加植株干物重和含磷量.接种条件下无机磷(KH2PO4)对植株生长的促进作用大于有机磷(Na-phytate)处理,接种Glomusversoiforme的作用明显大于接种Glomusmosseae.接种Glomusmosseae,植株对磷酸二氢钾中磷的吸收量明显大于植酸钠,而接种Glomusversiforme时则植株对植酸钠的磷吸收量明显高于磷酸二氢钾.上述结果说明接种两菌种对不同磷源的作用不同,接种Glomusmosseae可提高磷酸二氢钾中磷的利用率,接种Glomusversiforme则可提高对植酸钠的磷利用率.     

天山林区4种主要灌木夏季水分来源差异

天山林区群落结构相对简单、木本植物种类较少,但天山林区灌木群落中主要木本植物间的水分竞争模式尚不明确,水分利用动态缺乏定量分析。运用稳定同位素技术,对天山林区灌木群落4种主要灌木的茎杆水分及各潜在水源的氢氧稳定同位素组成进行测定,运用IsoSource模型定量分析4种灌木在夏季对各潜在水源的相对利用比例,探讨天山林区灌木群落主要灌木树种水分来源差异及动态变化。结果发现:7月,当浅层土壤含水量充足时,密刺蔷薇、黑果栒子和金丝桃叶绣线菊均大幅度吸收利用浅层土壤水,相对利用比例高于89.3%,异果小檗则相反,即吸收利用各潜在水源(浅层土壤水30.7%、中层土壤水29.4%、深层土壤水25.7%、溪水14.2%,下同);8月,当浅层土壤含水量降低时,密刺蔷薇转移至60-100 cm深层土壤水和溪水,相对利用比例分别为64.8%和27%,黑果栒子和金丝桃叶绣线菊以相似比例吸收利用各潜在水源(33.8%和36.8%、30.9%和29.7%、23.5%和22.3%、11.8%和11.2%),异果小檗则表现出可能吸收利用80-100 cm以下更稳定的深层土壤水;9月,当浅层土壤含水量升高时,4种灌木均大量吸收利用浅层土壤水,相对利用比例高于72.2%。这表明,天山林区灌木群落主要树种可通过可塑性转换水分来源来应对环境水分变异,在时间和空间上有效分割灌丛水源从而减缓对水分资源的竞争压力,从而通过在水分资源利用上的生态位分化促进物种间的共存。