基于转录组的海州香薷COPT铜转运蛋白家族鉴定及响应铜胁迫表达分析

为了解海州香薷(Elsholtzia splendens)COPT(copper transporter)铜转运蛋白对铜胁迫的响应规律,运用生物信息学方法对海州香薷转录组数据库中的COPT家族成员进行鉴定与分析,构建植物表达载体探究蛋白的亚细胞定位.结果显示:海州香薷转录组中有11个EsCOPT成员,它们编码的蛋白质由72~159个氨基酸组成,等电点介于4.72~9.92,平均相对分子质量为12.870×10^(3).11个成员均为膜蛋白,系统进化树分析显示EsCOPT蛋白分别属于3个亚组.正常条件下,EsCOPT2和EsCOPT9表达量较高,铜处理后,除EsCOPT5的表达无明显变化外,其他EsCOPTs的表达均呈下降趋势.全长EsCOPT9编码的蛋白具有3个跨膜结构域且N末端较短,共定位实验表明EsCOPT9-GFP定位于液泡膜上.

基于云计算技术的阜新海州露天矿抽水蓄能电站项目管理信息系统研究

随着全球能源结构的转型,抽水蓄能电站因其在解决可再生能源的间歇性和不稳定性方面发挥的关键作用而受到广泛关注。同时,信息技术的快速发展,特别是云计算技术的应用,为项目管理提供了新的解决方案。本研究以阜新海州露天矿抽水蓄能电站项目为例:首先,介绍了阜新海州露天矿的历史与现状,以及抽水蓄能电站项目的构想与设计。其次,对云计算技术进行了概述,并分别从数据存储与管理、信息化系统部署、智能分析与决策支持、远程监控和维护、协同工作以及资源共享等多个层面,深入探讨了云计算技术在项目管理信息系统中的应用。另外,本文还分析了项目管理信息系统应用中面临的挑战,并给出了基于云计算技术的优化建议。最后,得出了结论并进行了展望。

铜胁迫对海州香薷和紫花香薷根系形态及铜富集的影响

通过水培试验,研究了在不同Cu浓度处理条件下海州香薷和紫花香薷根系形态和植物各器官铜含量、累积量间的差异。结果表明:低浓度Cu处理(<50μmol/L)对海州香薷的生长有一定的促进作用,植株干重、根系长度、根系表面积、根体积和侧根均略有升高。但随着Cu浓度(100～500μmol/L)增加,表现出一定的负效应,海州香薷在500μmol/LCu处理时植株干重、根系长度、根系表面积、根体积和侧根明显受到抑制,与对照相比差异达显著或者极显著水平。紫花香薷在50μmol/LCu处理时根系生长就受到严重抑制,而当浓度再增加时,根系形态的各项指标则无明显变化。海州香薷地上部铜含量明显高于紫花香薷。

海州香薷和鸭跖草铜吸收机理

研究了解偶联剂、P-型ATP酶抑制剂、离子通道抑制剂、蛋白合成抑制剂和缺铁缺锌诱导对海州香薷(Elsholtziasplendens)和鸭跖草(Commelinacommunis)铜吸收的影响。结果表明,海州香薷对铜的富集能力高于鸭跖草,但鸭跖草对铜的运输能力大于海州香薷。解偶联剂2,4 二硝基苯酚(DNP)和P-型ATP酶抑制剂钒酸钠(Na3VO4)对海州香薷和鸭跖草铜吸收均有一定的抑制作用,说明两种植物对铜可能存在主动吸收。钙离子通道抑制剂LaCl3对海州香薷铜吸收有抑制作用,而对鸭跖草铜吸收没有抑制作用;蛋白合成抑制剂放线菌酮(CHD)对海州香薷铜吸收没有抑制作用,而显著抑制了鸭跖草对铜的吸收。说明海州香薷铜吸收与钙离子通道密切相关。缺铁诱导大大提高了海州香薷与鸭跖草对铜的吸收。低浓度铜处理下,缺锌诱导对两种植物铜吸收影响不大;但高浓度铜处理下,缺锌诱导促进了铜吸收。

植物生长调节剂对海州常山硬枝扦插生根的影响

以海州常山1 a硬枝为试材,研究了不同种类和浓度的植物生长调节剂对海州常山硬枝扦插生根的影响。结果表明:2,4-D、IBA、NAA和ABT1均可以促进海州常山硬枝的生根,以200 mg·L-1的ABT1处理的最好,生根率为93.3%,其次是400 mg·L-1的NAA,生根率为92.0%。方差分析表明:不同生长调节剂种类对生根率的影响差异不显著,不同质量浓度之间差异显著;不同种类和浓度的生长调节剂对生根量的影响均达到极显著水平,对根长的影响均不显著。通过对生根过程的观察和生根指标的分析可知,上海地区海州常山硬枝在春季扦插时,要保证较高的生根质量(生根率、生根量和根长),插穗需要75 d左右的生长时间。

油菜-海州香薷轮作修复铜镉复合污染土壤:大田试验

通过高积累镉油菜与高积累铜植物海州香薷轮作的田间试验,研究了镉铜复合污染土壤上植物轮作对重金属的吸收累积规律以及修复效率。结果发现:在镉铜复合污染土壤上,油菜-海州香薷轮作体系中,油菜地上部的生物量达到7.67t·hm-2,籽粒产量1.59t·hm-2,但是籽粒中镉和铜含量超过标准限值90%和33%。油菜-海州香薷轮作体系,植物地上部吸收积累的镉和铜总量分别为35.16g·hm-2和400.68g·hm-2,其中油菜对镉积累的贡献占83%,海州香薷对铜积累的贡献占73%。轮作体系中植物对镉和铜的提取效率分别为0.2%和0.07%。研究结果表明,油菜与海州香薷轮作不适用于该铜镉重度复合污染土壤,不仅油菜籽粒达不到食品卫生标准的要求,而且土壤修复的年限比较长。

螯合剂EDDS和EDTA诱导海州香薷积累土壤重金属的比较研究

用土培试验的方法,比较研究了可生物降解螯合剂EDDS和难生物降解螯合剂EDTA对耐Cu植物海州香薷地上部积累土壤Cu、Pb、Zn和Cd的影响。结果表明,施加5mmol·kg-1EDTA和EDDS可增加海州香薷地上部的Cu、Pb、Zn和Cd的含量和积累量。其中,EDDS比EDTA具有更强的溶解土壤Cu、Zn和增加植物吸收积累Cu、Zn的能力。但对土壤Pb、Cd的溶解及Pb、Cd在植物地上部积累的促进作用,EDTA大于EDDS。

基于多时相Landsat遥感影像的海州露天煤矿排土场植被时空特征分析

矿区土地复垦是目前土地整理的一项重要内容,也是矿区可持续发展实现的保障。矿区植被及其恢复状况是矿区土地复垦质量的一种重要的指示器,表征土地复垦的程度与质量。研究基于1975～2000年共4期遥感影像,构建植被覆盖度指数,考察辽宁省阜新市海州露天煤矿排土场25a来植被生长状况及时空变化特征。分析结果表明:1975～2000年间,研究区植被处于不断生长、逐渐恢复的状态,并存在明显的空间差异。时间尺度上,植被覆盖度较高(0.4～0.6)的区域所占面积比例从1975年的14.04%增长到2000年的34.83%;空间分布上,植被覆盖度低(0～0.25)的区域多分布在台地之间相连接的边坡位置上,植被覆盖度较高(0.25～0.6)的区域则分布于台地内部的平坦地面上。

海州香薷和紫花香薷对Cu、Zn的吸收和积累

采用水培试验方法,研究了Cu、Zn处理对海州香薷和紫花香薷(两种分别在铜矿和铅锌矿上良好生长的优势植物)生长及Cu、Zn吸收和积累的影响。结果表明,50μmol·L-1的Cu有利于海州香薷根系的生长,但却明显抑制紫花香薷地上部分的干物质产量,而Zn处理浓度直到200μmol·L-1也未对两种香薷的干物质量产生影响。低Cu(对照)时Zn的增加并未影响海州香薷地上部分Cu的含量和积累量,但高Cu(50和200μmol·L-1)时,Zn浓度的增加减少了海州香薷地上部分Cu的含量和积累量;而紫花香薷地上部分Cu含量和积累量无论是高Cu还是低Cu时都随Zn的增加而减少。同样,海州香薷和紫花香薷地上部分的Zn含量和积累量在低Zn时并未受Cu浓度的抑制,但在高Zn时,Cu的增加却减少了Zn含量的增加。而且海州香薷在高Cu(200μmol·L-1)和高Zn(200μmol·L-1)时对Cu和Zn的积累量明显高于紫花香薷,在Cu和Zn的修复上表现出优势。

海州香薷对铜的蓄积及铜的毒性效应

研究了不同浓度铜对海州香薷的毒性及海州香薷对铜的蓄积 .结果表明 0 5mmol/kg的铜能促进海州香薷的生长 ,使其生物量增大 .低浓度的Cu2 +使叶绿素a含量上升 ,而高浓度Cu2 +则使叶绿素a下降 ,但Cu2 +对叶绿素b的影响并不明显 .反映到a/b上则表现为低浓度下Cu2 +处理会提高a/b值 .海州香薷的蓄铜浓度随土壤中铜浓度的增加而升高 ,可达 1 5 0 0mg/kg ,达到了超量积累植物的标准 .铜对SOD、POD活性的影响也表现为低浓度的刺激效应和高浓度的抑制效应 ,最高值出现在 0 5mol/kg .

土壤盐胁迫对海州常山生理生化特性的影响

采用盆栽试验方法,研究0-0.8%不同梯度盐（NaCl）胁迫对1 a生海州常山播种苗生长特征和叶片生理生化特性的影响。结果表明,盐胁迫对海州常山叶片相对含水量、质膜相对透性、SOD与POD酶活性、脯氨酸及可溶性糖含量均发生明显的变化。随着盐分胁迫浓度增大和胁迫时间的延长,新梢和功能叶片逐渐失绿甚至焦边枯黄,叶片相对含水量逐渐降低,细胞相对质膜透性逐渐增大,脯氨酸与可溶性糖含量逐渐增加,SOD与POD酶活性出现先升高后降低的趋势。相关分析表明,在低、中度（0.2%、0.4%）盐胁迫下,海州常山生理生化指标变化不显著,等于或大于0.6%盐胁迫下生理生化指标变化显著,由此认为0.6%是海州常山盐胁迫的阀值。

丛枝菌根真菌对海州香薷生长及其Cu吸收的影响

在温室盆栽条件下研究了接种丛枝菌根(arbuscularmycorrhiza,AM)真菌对灭菌土壤中海州香薷生长及其Cu吸收的影响.试验设0,50,100,200,400mg.kg-1等5个外施Cu水平,Glomuscaledonium90036(36)、AcaulosporamelleaZZ(ZZ)2种菌剂处理和1个不接AM真菌的对照处理(CK).苗后60d收获植株.结果表明,尽管菌根侵染率随Cu水平的升高而降低,但都高达50%以上,说明AM真菌易于侵染海州香薷.36和ZZ处理在各Cu水平下都显著提高了海州香薷地上和根系干重.在200mg.kg-1及以下各Cu水平时,2种菌剂处理提高海州香薷地上部分Cu浓度,在400mg.kg-1Cu水平时,地上部分Cu浓度在36、ZZ和CK之间没有显著差异.在施Cu水平为0mg.kg-1时,海州香薷根系Cu浓度在36、ZZ和CK之间差异不显著,在50mg.kg-1及以上各Cu水平时,36和ZZ降低海州香薷根系Cu浓度.36和ZZ处理在各Cu水平提高地上部分Cu吸收量,在100mg.kg-1Cu水平时提高根系Cu吸收量.总之,接种AM真菌可以促进海州香薷向地上部转运Cu,提高其地上部分Cu吸收量.

不同光强与水分条件对海州常山幼苗形态与生长的影响

以阔叶小灌木海州常山(Clerodendrum trichotomum)为材料,比较了其幼苗的形态、生物量分配及生长对不同光照处理(全光照、20%光照和5%光照)和土壤水分(田间持水量的75%～100%、50%～75%、25%～50%)的响应。结果表明:(1)海州常山幼苗的大部分表型特征主要受光照的影响,土壤水分对其影响较小;(2)株高、茎粗、根生物量比随着光强度的增强而增加,相对生长速率和净同化速率极显著增加;茎生物量比、叶生物量比、平均叶面积比和比叶面积则随光强的增加而减小;(3)20%光照处理下,海州常山幼苗通过大幅度提高平均叶面积比以适应中度遮阴;而5%光强时,3种水分条件下幼苗平均的相对生长速率分别只有全光照与20%光照处理的8.2%和11.4%,表明深度遮阴会严重影响海州常山的生长。

海州香薷(Elsholtzia haichouensis Sun)不同生态型Cu吸收和酸性磷酸酶活性差异

以海州香薷铜矿区种群(大冶铜绿山)和非矿区种群(红安)为对象,通过水培实验,比较分析了两个种群根中铜的吸收、MDA含量、根伤流液量和酸性磷酸酶活性变化的差异。结果显示,红安非矿区种群根中的MDA含量随处理浓度的增加而显著升高,铜绿山矿区种群则没有明显的变化;在≥20μmol/LCu处理时,非矿区种群根伤流液量急剧下降而矿区种群反而增大。红安种群根中的Cu吸收量明显比铜绿山种群的高,如20μmol/LCu处理时,红安种群根中的铜含量在处理后的第1天和第5天分别是铜绿山种群的3倍和4倍;80μmol/LCu处理时,第1天和第5天的Cu含量则分别是铜绿山种群的20倍和5倍。然而,铜绿山种群根分泌的和组织内的酸性磷酸酶活性则明显高于红安种群,如在80μmol/LCu处理的第3天和第5天,铜绿山种群根组织内的酸性磷酸酶活性都约为红安种群的3倍,根系分泌的酶活性则分别为红安种群的1.6倍和1.8倍。两个种群也表现出不同的变化趋势:铜绿山种群在低浓度处理时,根分泌的和组织内的酸性磷酸酶活性有所增强,高浓度处理时下降,而红安随处理浓度的增加则显著下降。总之,铜胁迫下,海州香薷红安种群根系过氧化损伤明显,而铜绿山种群根系没有产生明显的过氧化损伤;铜绿山种群根系增强酸性磷酸酶的分泌以及保持组织内的高活性,可能分别在减少其铜的吸收及胁迫条件下维持体内正常的磷生理代谢方面具有重要作用。

木霉制剂对海州香薷生长和铜吸收的影响

将里氏木霉FS10-C用苜蓿粉发酵制成固体木霉制剂.采用温室盆栽试验,研究在外源铜浓度为0,100,200,400mg/kg的土壤上,施加木霉制剂对海州香薷生长和铜吸收的影响.结果表明:施加木霉制剂后,除400mg/kg外源铜浓度土壤上地上部干重外,海州香薷生物量在各外源铜浓度土壤上均呈增加趋势.施加木霉制剂的各外源铜浓度土壤NH4OAc提取态铜含量均显著高于空白组(P<0.05),且除100mg/kg外源铜土壤上地上部外,海州香薷铜积累量均呈增加趋势.其中地上部积累量在200和400mg/kg外源铜土壤上均差异显著(P<0.05),根积累量在100mg/kg外源铜土壤上差异显著(P<0.05),总积累量在100和400mg/kg外源铜土壤上均差异显著(P<0.05).可见,里氏木霉FS10-C制剂可通过促进植物生长和提高土壤铜的植物有效性而提高海州香薷对铜的吸收能力,是一种颇具研发潜力的生物修复剂.

铜毒对海州香薷(Elsholtzia splendens)不同种群光合作用和蒸腾作用的影响

通过水培实验,对种子分别来自湖北省铜绿山、赤马山铜矿区和红安非矿区的海州香薷种群在铜胁迫下的光合作用和蒸腾作用进行了比较研究。结果发现,矿区两个种群在铜胁迫下的光合能力明显比非矿区种群强,尤其在高Cu(100μmol/M)处理更为显著:如铜绿山和赤马山叶片净光合速率分别为13.15μmol CO2m-2s-1和12.59μmol CO2m-2s-1,为红安种群(1.07μmol CO2m-2s-1)的13倍;铜绿山和赤马山种群的光能利用效率分别为0.0221μmol CO2μmol-1和0.0224μmol CO2μmol-1photon,为红安种群(0.003μmol CO2μmol-1photon)的7倍。表观量子产额在两个矿区种群中没有明显的变化,低Cu(5和20μmol/L)处理促进了矿区种群叶绿素(Chl a和Chl b)含量的增加,而非矿区种群的这两个指标则随处理浓度的增加而迅速下降。来自矿区两个种群的蒸腾速率受铜的胁迫影响较小,而来自非矿区种群随处理浓度的加大而明显降低,其叶片的蒸腾速率在5、20μmol/L和100μmol/L浓度处理时迅速下降为对照的62.74%、50.96%和42.6%;水分利用效率在矿区两个种群中随处理水平的增大而提高,在100μmol/L处理时铜绿山和赤马山种群分别是对照的161.83%和130.41%,而非矿区种群随处理浓度的增加而急剧降低。另外,矿区两个种群的呼吸速率和气孔阻力随处理浓度的降低和升高的幅度明显比非矿区小。总之,在铜污染胁迫下,矿区种群保持的这种生理生态特性是其能在这种环境中正常生长定居的重要原因,是其长期进化的结果。

接种土壤微生物对铜胁迫下海州香薷生长及光合生理的影响

采用框栽试验方法,模拟Cu胁迫条件下,探讨接种土壤微生物对海州香薷(Elsholtzia splendens)生长和光合生理的影响。结果表明:(1)在Cu胁迫下,海州香薷株数、株高、基径、生物量、茎重比均显著低于对照;与Cu胁迫相比,接种土壤微生物能显著缓解Cu胁迫对海州香薷生长的抑制作用,使植株的株数、株高、生物量、茎重比显著提高。Cu胁迫下,接种土壤微生物均降低了植株体内不同器官Cu含量,茎和叶Cu的累积量显著减少,但对其它器官的Cu含量影响不显著。(2)秋季,各处理的海州香薷的净光合速率(Pn)日变化均呈"单峰"曲线,接种土壤微生物显著提高了Cu胁迫下海州香薷的日均Pn、日均蒸腾速率(Tr),而日均气孔导度(Gs)、日均胞间CO2浓度(Ci)显著降低。(3)Cu胁迫下,接种土壤微生物显著提高了植株的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU),且使光补偿点(LCP)显著降低。表明接种土壤微生物通过提高光能利用率、利用弱光和碳同化能力来增强光合作用能力及有机物的积累,缓解Cu胁迫对海州香薷的毒害。因此,接种土壤微生物可促进Cu胁迫下海州香薷的生长,在重金属污染土壤的植物修复中具有较好的应用潜力。

施用EDDS对海州香薷铜锌吸收的强化作用及淋溶风险

通过田间盆栽试验,研究了加入易降解螯合剂EDDS后污染土壤及修复植物海州香薷地上部Cu和Zn含量的变化,及地下50 cm处渗滤水中Cu、Zn浓度。结果显示,添加EDDS提高了海州香薷对Cu和Zn的吸收量,同时增加了50 cm土层处渗滤液的Cu和Zn浓度,但是渗滤液中重金属浓度仍低于国家Ⅲ类地下水水质标准,表明EDDS对于海州香薷吸收铜、锌有一定的促进作用,且对于地下水的潜在淋滤风险较小。

不同来源的海州香薷和野胡萝卜的铜抗性及铜积累差异

以来自矿区(铜绿山和赤马山铜矿)和非矿区(红安、武汉严西湖)的海州香薷和野胡萝卜种群为对象,通过土培实验,研究了2种植物的铜抗性及铜吸收积累差异。结果显示,来自矿区的海州香薷和野胡萝卜种群的铜抗性都明显高于非矿区种群,但2种植物种群的铜吸收积累特征明显不同:海州香薷植物吸收的Cu主要集中在根中,但矿区种群吸收积累的铜量明显低于非矿区种群;而野胡萝卜吸收的Cu主要集中在地上部分(地上部分的Cu富集量是根的1.5倍),但积累的铜量在矿区和非矿区种群间没有明显的差异。因此,来自矿区的海州香薷可能进化为铜避性对策,而野胡萝卜的铜抗性与其吸收积累的总量没有明显的关系,但有很好的向地上运输能力。

^(60)Co-γ辐射对海州常山插穗生长及生理特性的影响

研究辐射剂量对海州常山(Clerodendrum trichotomum Thunb)生根过程中生根性状及相关生理、生化特性的影响。以海州常山1 a生休眠枝条为材料,用不同辐射剂量(15、25、35、45 Gy)^(60)Co-γ射线处理并进行扦插对比试验。结果表明,辐射处理降低了插穗的平均根数、平均根长及生根率,以45 Gy辐射下生根率最低,生根高峰期较对照(CK)延迟60 d。在生根过程中,插穗体内的丙二醛(MDA)含量在不同剂量辐射间变化趋势基本相同,其含量高于CK水平;插穗可溶性糖和可溶性蛋白含量分别呈现出波动降低和上升、下降的变化趋势,辐射处理下的可溶性蛋白和可溶性糖含量高于CK水平;过氧化物酶(POD)活性出现上升、下降趋势;多酚氧化酶(PPO)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性呈现上升、下降再上升的变化趋势;各处理POD、PPO活性总体高于CK,IAAO活性低于CK水平。随着辐射剂量的增强,MDA含量、可溶性蛋白含量、POD活性不断增加,可溶性糖含量、PPO、IAAO活性先升后降。不同辐射剂量会提高插穗内营养物质含量,促进生根相关酶活性,但MDA含量升高,细胞膜系统受到伤害,生根进程被延缓。