3种水分条件下深色有隔内生真菌(DSE)对芦苇生长及生理特性的影响

[目的]研究在3种水分条件下接种深色有隔内生真菌(DSE)菌株沙门外瓶柄霉(Exophiala salmonis)对芦苇生长及其生理特性的影响。[方法]采用盆栽试验的方法,从芦苇生长指标、渗透调节物质、抗氧化酶活性、叶绿素含量等方面研究DSE对芦苇幼苗的接种效应。[结果]在水分正常条件下,接种DSE的芦苇幼苗生物量增加21.8%,可溶性糖含量增加19.1%,脯氨酸大幅增加70.2%,SOD活性提高27.7%,CAT活性提高18.4%(P<0.05);水淹胁迫下,接种DSE后芦苇与对照相比在生物量、地径、叶绿素含量方面差异显著(P<0.05),分别增加了42.8%、14.3%和34.4%,而可溶性糖和脯氨酸含量则分别降低20.7%和11.0%;干旱胁迫下,接种DSE后芦苇生物量和叶绿素含量分别减少13.3%和23.2%,可溶性糖、SOD和CAT分别降低17.7%、73.7%和10.8%,MDA含量反而提高40.3%(P<0.05)。[结论]在正常水分下,接种DSE对宿主生长和光合作用有明显的促进作用,渗透调节能力和抗氧化能力都有显著提高;水淹胁迫下,接种DSE对芦苇的生长有一定促进作用,可通过渗透调节作用降低水淹环境对植物的伤害;干旱胁迫下,芦苇的光合作用、渗透调节作用和抗氧化能力均有所降低,抗旱性与抗逆性也都有所下降,此条件下DSE对芦苇生长产生不利影响。双因素方差分析结果表明,接种DSE和不同水分条件均对芦苇各项生长及生理指标产生显著影响(P<0.05),其中水分条件对芦苇的苗高、地径、鲜重和MDA含量产生极显著影响(P<0.001),接种DSE对芦苇根系活力、可溶性糖、SOD和CAT含量有极显著影响(P<0.001)。

武汉城市污水中微塑料的分离、鉴定及其微观特征分析

为研究武汉城市污水中微塑料的分布特点及其表面形貌特征,采用以连续浮选分离装置为基础进行改进设计的微塑料提取装置对污水中微塑料进行分离,通过用65%硝酸和30%过氧化氢混合液(体积比为1∶3)对污水样品进行消解,并采用筛网(300、600、1000目)(100目=0.147 mm)和滤膜(1μm玻璃纤维滤膜和20 nm氧化铝滤膜)分离技术建立起对水体微塑料和纳米塑料的分离富集方法.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜-X射能谱分析联用(SEM-EDS)等方法对所提取微塑料颗粒的组成成分、赋存特征、表面形貌特征进行分析.结果表明:①提取装置的平均回收率在92%以上.②污水中微塑料类型主要为碎片类、泡沫类、薄膜类和纤维类.③FTIR结果证实,该方法所提取的微塑料颗粒中有聚乙烯、聚丙烯等成分,且发现了羰基、聚酯类物质存在,说明提取到的微塑料中可能有可降解塑料颗粒.④SEM-EDS结果显示,各类微塑料表面粗糙、撕裂程度不同,存在不同程度的风化痕迹,并在其表面发现Si、Cu、O、Al、Na、Ca、Ba等元素的富集.研究显示:改进的微塑料分离方法能够实现对污水中微塑料的高效提取;同时,明确了武汉城市污水微塑料的表面形貌特征及赋存特征,为未来武汉城市污水中微塑料污染的针对性治理提供理论依据.

抗生素与重金属复合污染废水处理的研究进展

随着越来越多的污染物进入环境,水体抗生素和重金属复合污染问题已引起学者们的关注.在归纳和总结抗生素和重金属相互作用机理的基础上,综述了抗生素和重金属复合污染废水主要处理技术的研究进展,并总结了其作用机理及优缺点.结果表明:抗生素和重金属的相互作用主要受到抗生素官能团的种类、重金属离子的类型和溶液pH的影响;吸附法是当前应用最多的方法,而光催化法和人工湿地法具有广阔的应用前景,将絮凝剂或零价铁基改性能够增强抗生素和重金属复合污染废水的处理效果,各种方法相结合对处理水体抗生素和重金属复合污染有较大潜力.建议今后研究应着重关注以下几个方面:①各种处理技术在实际环境水体中的应用;②复合污染的环境影响及相关法规标准的制订与完善;③新污染物抗性基因的生成机理及其影响因素.

不同程度铅锌污染区丛枝菌根真菌和深色有隔内生真菌侵染特征

对陕西凤县铅硐山铅锌矿区4个不同程度铅锌污染样地植物根系的丛枝菌根真菌(AMF)和深色有隔内生真菌(DSE)进行了资源和分布调查。结果表明:(1)无铅锌污染的矿山上调查的15种植物中除黄连木没有检测到AMF侵染、栓皮栎和酸模不能被DSE侵染外,其他植物均能与AMF和DSE共生,但平均侵染率较低,仅分别为32.3%和25.9%;铅锌轻度污染的尾矿荒地和铅中度污染、锌重度污染的尾矿坝植物根系内AMF和DSE侵染率明显提高,AMF的平均侵染率分别为53.3%和68.3%,DSE的平均侵染率分别为38.6%和54.2%;铅锌重度污染的废弃冶炼厂样地植物AMF侵染率明显下降,平均只有17.6%,而DSE的侵染没有受重金属污染的抑制,仍达到60.3%。(2)4个样地植物根际土壤中AMF孢子分布不均匀,每克土的孢子密度在0.08～6.84个,平均为1.5个。对4个样地均有分布的狼牙刺、博落回、山蒿和秦岭风毛菊的AMF、DSE侵染状况调查发现,轻度和中度的铅锌污染能促进AMF与宿主共生关系的建立,而重度污染则显著抑制AMF侵染;AMF孢子密度没有呈现一定的规律性,且与AMF侵染率之间没有显著相关性;DSE侵染率与土壤锌含量存在显著正相关关系(r=0.505,P<0.05),而与土壤铅含量没有显著相关性。可见,AMF和DSE能够广泛存在于铅硐山铅锌矿区,尤其是DSE表现出较强的耐受性和适应性。

一株异养硝化-好氧反硝化细菌的分离鉴定及其脱氮性能研究

与传统脱氮菌相比,异养硝化-好氧反硝化菌在脱氮方面具有较大优势并受到广泛关注。以乙酰胺为唯一氮源从活性污泥中分离得到1株脱氮性能较高的异养硝化-好氧反硝化细菌,命名为Y1。经形态观察、生理生化特征和16S rRNA分析后鉴定为Acinetobaterjohnsonii(约氏不动杆菌),革兰氏染色结果为阴性。对Y1菌株进行生理生化鉴定试验,结果显示Y1对吲哚、柠檬酸盐、硫化氢和接触酶的反应呈阳性,表明该菌株能良好的利用以上物质;而甲基红、葡萄糖发酵、蔗糖发酵、明胶液化、淀粉水解、氧化酶、尿素酶试验结果呈阴性,表明该菌株不能很好的利用以上物质。为了检测Y1菌株的脱氮性能,将其分别置于异养硝化培养基和好氧反硝化培养基进行培养,在108 h内,接种Y1菌株的异养硝化培养基中的氨氮去除率约为66.9%,去除速率达0.53 mg.L^(-1)·h^(-1),硝氮去除率约为100%,去除速率达0.10 mg·L^(-1)·h^(-1);在84 h内,接种Y1菌株的好氧反硝化培养基中的硝氮去除率约为69.7%,去除速率达0.74 mg·L^(-1)·h^(-1),上述结果表明Y1菌株的脱氮性能较高。为了进一步研究该菌株的生长需求,保持其它条件不变的情况下,将其分别置于不同碳源和氮源下进行培养,结果表明,菌株Y1在琥珀酸钠为唯一碳源时的生长速率、异养硝化和好氧反硝化性能最好,并且利用无机氮源的能力比有机氮源能力强。

叶绿素荧光分析技术在实验教学中的应用

植物光合作用是植物生理学及相关课程的重要研究内容,而叶绿素荧光分析技术是快速、准确探测植物生理状况的重要技术手段。该文设计了综合性设计性实验项目"利用叶绿素荧光分析技术研究不同温度和水分条件对植物光合作用的影响",研究不同温度和水分胁迫对植物光合特性的影响。该实验项目的实施,能够使学生熟悉调制叶绿素荧光仪的工作原理,掌握叶绿素荧光分析技术,从而提高学生独立开展科研项目的能力以及创新意识和创新能力。

“教-赛-研”互通式教学模式的构建与应用

针对目前创新型人才培养模式中实践教学环节存在的问题,结合生物专业实践课程的特点,构建以混合式教学为基点、以学科竞赛为载体、以科研项目为轴线的“教-赛-研”互通式教学模式,并将其应用于生物专业实践课程中。该教学模式将实践课程内容进行模块化,并运用先进的教学方法培养学生自主学习能力,建立多维度实践考核评价体系,使实践课程的考评环节更加科学化、合理化。该教学模式能够实现“以教助赛、以赛促研、以研馈教”,有效促进了创新型人才的培养。

湖滨带生态功能对城市湖泊健康生态系统的影响研究

以武汉市典型城市湖泊墨水湖不同类型湖滨带为研究对象,基于原子法(AAS)、地累积指数法和潜在生态风险指数法综合分析、评价墨水湖存在的重金属污染等生态风险状态,比较分析不同类型湖滨带对城市湖泊健康生态系统的影响。结果表明:湖滨带对城市湖泊污染具有控制与净化作用,不同类型湖滨带其截污与净化能力存在明显差异,林田型湖滨带具有较好的生态修复功能,而堤岸型湖滨带对污水的耐受能力和净化降解效果相对较弱。

不同合成条件对ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果的影响

采用3种Zn^(2+)/Al^(.+)金属浓度比的ZnCl_2和AlCl_3溶液,在两个不同pH值条件下,利用水热-共沉淀法对生物陶粒基质进行层状双金属氢氧化物(LDHs)覆膜改性.将生成的不同类型ZnAl-LDHs覆膜改性基质与原始生物陶粒基质分别填充于实验柱中,构建模拟垂直流人工湿地小试系统;对改性前后的7种基质进行磷素净化效果、等温吸附实验和解吸附实验研究,通过实验数据结合主成分分析,探讨ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果提升的影响因素.结果表明,pH=11的ZnAl-LDHs改性方式对磷素净化效果具有更为明显的提升功能;其中ZnAl-LDHs(pH=11,1∶1)改性生物陶粒基质相比于原始基质,对TP、TDP、SRP平均去除率的增幅超过70%,其最大理论吸附量达到原始生物陶粒的3倍.合成ZnAl-LDHs时的pH值和Zn^(2+)/Al^(3+)金属浓度比对改性生物陶粒的结构形态与覆膜效果有着不同程度的影响,其中合成时的pH值是ZnAlLDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果的主要影响因素.通过合理调控制备ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒时的pH值及Zn^(2+)/Al^(3+)金属浓度比,可以达到有效提高ZnAl-LDHs覆膜改性生物陶粒除磷效果的目的.

QS技术在污泥处理处置领域的碳减排应用研究

在我国承诺2030年前实现“碳达峰”背景下,如何减少污泥处理处置领域碳排放是必须思考和面对的问题。近年来,群体感应技术在促进污泥原位减量、提升污泥厌氧消化能力以及回收剩余污泥资源与能源方面取得了一定成果,为当前污泥处理处置碳减排研究领域提供了新思路。通过回顾以往群体感应技术在污泥领域的研究现状及在碳减排方面取得的成果,结合我国污泥泥质特点以及当前污泥处理处置技术的发展,最终思考并指出面向碳减排的群体感应技术在污泥处理处置领域面临的问题和未来发展方向。

不同类型LDHs覆膜改性人工湿地生物陶粒基质脱氮效果研究

在碱性条件下采用水热-共沉淀法,对二价金属化合物CaCl2、MgCl2、ZnCl2与三价金属化合物FeCl3、AlCl3、CoCl3按两两组合方式生成9种不同类型的LDHs,并分别对人工湿地常用的生物陶粒基质进行覆膜改性;构建模拟基质试验柱,对改性前后的生物陶粒基质进行城市污水的脱氮净化效果研究.结果表明,相对于原始生物陶粒基质,大多数改性基质对CODCr、总氮和氨氮的去除效果均有不同程度的提高,经所有基质处理后的出水中硝态氮浓度均呈上升趋势;Zn2+参与合成的LDHs改性基质对总氮、氨氮有较好的处理效果,其中ZnFe-LDHs和ZnCoLDHs对TN的去除率接近60%,对氨氮的去除率超过92%,这两种改性基质对污水中的氨氮转化为硝态氮具有促进作用.

“发酵工程原理与技术”混合式教学研究与实践:以“抗生素发酵生产工艺与工程实践”内容为例

“发酵工程原理与技术”是理工科高校生物专业的核心课程之一,具有较强的应用性和实践性。然而目前以线下教学为主的传统教学方式不利于学生对知识的理解和掌握。同时,该课程实验教学环节存在发酵设备更新不及时、缺乏大型工艺设备、易受场地限制等问题,严重影响实践教学效果。线上线下相结合的混合式教学模式是丰富教学资源和提升教学质量的重要手段。我们以“抗生素发酵生产工艺与工程实践”内容为例,基于虚拟仿真平台设计并构建虚拟仿真实验项目,同时结合课堂教学和实验室教学等线下教学方式,形成线上线下高度融合的混合式教学新模式。混合式教学强化了课堂教学与在线教学、虚拟实验与实体实验的有机结合,促进了学生扎实掌握理论知识和实验技能,培养了学生的创新精神和实践能力,提高了学生的综合素质。