巯基砷在土水环境-植物体系中迁移转化与健康风险的研究进展

巯基砷是砷物质结构中双键氧(=)、羟基(—OH)或甲基(—CH_(3))被双键硫(=)或巯基(—SH)取代的新型砷化合物,普遍存在于淹水的含硫土壤中,威胁着土壤健康和食品安全。伴随分析方法的进步,对巯基砷在土水环境-植物体系中分布规律和环境行为的研究不断取得新进展。本文对巯基砷的化学形态和分析方法、巯基砷在土水环境中的生物地球化学行为、巯基砷在土水环境-植物体系中的迁移转化与赋存规律、巯基砷在稻米中的赋存和健康风险等4个方面进行了阐述,重点梳理了巯基砷在环境行为中所发生的形态和含量变化情况,并对巯基砷研究的发展趋势进行了展望。

刚毛藻对砷的吸收及生理响应

为了探究刚毛藻对As(Ⅲ)的耐性机制,采用室内水培实验,在不同浓度As(Ⅲ)胁迫(0、0.5、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L)条件下连续培养7 d,测定了刚毛藻的叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性糖和脯氨酸(渗透调节物质)等指标响应情况,研究了刚毛藻对As的吸收,采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对刚毛藻As吸收进行拟合,并采用透射电镜解析其超微结构。结果表明:As(Ⅲ)胁迫在低浓度条件下(2.5 mg/L)对刚毛藻叶绿素含量有促进效应,叶绿素总量最大为2.236 mg/kg,吸收光谱在红橙光区发生红移,在蓝光区发生蓝移。脯氨酸和可溶性糖含量与As(Ⅲ)浓度呈现显著的负相关(P<0.05)。随着As(Ⅲ)胁迫浓度的增加,刚毛藻MDA含量先增后降然后趋于稳定,刚毛藻对As的吸收增强,且符合Freundlich等温吸附模型(R^(2)=0.99)。TEM结果显示,随着As(Ⅲ)胁迫浓度的增加,刚毛藻细胞壁变薄褶皱,发生质壁分离,叶绿体发生肿胀解体,保卫细胞变形,气孔扩张。由此,刚毛藻对低浓度(2.5 mg/L)As(Ⅲ)具有一定的耐受性。实验结果为研究刚毛藻对As胁迫的响应及刚毛藻在水体修复方面的生态应用提供一定的理论依据。

基于PMBOK项目边界模型的工程集成设计框架及应用

通过问卷调查和中美设计模式的对比,经过回归论证和层次分析法论证,找出项目的重要控制点。基于PMBOK项目边界模型和四个重要的控制模块,提出基于PMBOK的项目边界模型的集成设计框架。通过一个外资项目的操作实例,展示如何运用该框架进行设计管理。集成设计框架模型适用于不同文化的团队,和高要求复杂项目的设计工况。在此框架下,无论项目在哪里,市场情况如何,监管要求如何,团队都可以出色地交付设计任务。

一株兼具秸秆腐解能力玉米促生菌的筛选、鉴定及发酵优化

【背景】砂姜黑土地区存在秸秆腐解缓慢、秸秆还田后作物幼苗生长不良等问题。【目的】从砂姜黑土区农田筛选一株兼具秸秆腐解能力的玉米促生菌MC29,以促进秸秆腐解和玉米作物生长。【方法】通过16S rRNA基因序列分析对该菌株进行鉴定;采用液态摇瓶及盆栽试验验证菌株实际促腐、促生能力及土壤养分的提升效果,并且探究菌株的最佳生长及产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)条件;采用电击转化法将绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)基因导入菌株细胞,并通过PCR琼脂糖凝胶电泳进行验证。【结果】分离筛选的玉米促生菌鉴定为纤维化纤维微细菌(Cellulosimicrobium cellulans)。该菌株MC29羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)酶活可达13.32 U/mL,产IAA量为8.63 mg/L。与对照相比,施用菌株MC29后秸秆腐解率显著提高24.8%;玉米soil and plant analyzer development(SPAD)值、植株总重、根表面积和根长分别提高7.6%、21.3%、30.9%和18.3%;土壤碱解氮含量显著提高68.1%,土壤速效磷及土壤速效钾含量分别提高5.8%及6.0%。菌株MC29最佳生长条件为pH 7.0、装液量为25/250 mL、碳源为麦芽糖、氮源为酵母粉;最佳产IAA条件为pH7.0、装液量为50/250mL、碳源为果糖、氮源为硝酸钾;成功构建荧光标记菌株MC29-GFP,并据此追踪到其接入砂姜黑土15 d后定殖量为2.8×105-9.5×105copies/g。【结论】所筛选的纤维化纤维微细菌MC29对于指导砂姜黑土区多功能秸秆促腐菌剂、微生物菌肥的研制及提升作物产量有一定的积极意义,并为探究其在砂姜黑土中的实际应用奠定基础。