过量Zn^(2+)对水花生(Alternanthera philoxeroides)愈伤组织氧化胁迫及多胺代谢的影响

以植物组织培养技术培养的水花生愈伤组织为实验材料,研究了过量Zn2+(0、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol/L)对水花生愈伤组织的氧化损伤及多胺代谢的影响.结果表明,随着Zn2+浓度增加:(1)水花生愈伤组织的超氧阴离子产生速率和硫代巴比妥酸反应物水平显著提升,超氧化物歧化酶活性明显抑制,叶绿素a含量显著降低;(2)精氨酸脱羧酶和鸟氨酸脱羧酶活性均升高,多胺氧化酶和二胺氧化酶活性在低Zn2+浓度处升高、高Zn2+浓度处降低;(3)总腐胺和总精胺含量在低Zn2+浓度处降低、高Zn2+浓度处增加,总亚精胺含量仅在Zn2+浓度为1.6 mmol/L时有显著增加;(4)游离态腐胺含量变化与总腐胺含量相似,游离态亚精胺含量在高Zn2+浓度时下降,游离态精胺含量仅在Zn2+浓度为0.2 mmol/L时略有下降;(5)结合态腐胺和精胺在Zn2+浓度为0.2 mmol/L时下降而在其余处理组中上升,结合态亚精胺含量各处理组中均增加;(6)束缚态腐胺和亚精胺含量均下降.可见,过量Zn2+胁迫导致水花生愈伤组织氧化性损伤,并扰乱其多胺代谢平衡;束缚态多胺向结合态多胺的转化是过量Zn2+胁迫下水花生愈伤组织多胺代谢变化的一个显著特征;以结合态为代表的内源性多胺积累对水花生愈伤组织抵抗过量Zn2+胁迫具有重要意义.

利用不同物候期水生植物配置提高浮床人工湿地的除氮效果

为验证利用不同物候期水生植物配置提高碳氮比失衡湿地脱氮能力的可行性,设计了向水芹菜(Oenanthe javanica)浮床人工湿地系统中添加轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)的实验,研究了在秋、冬季低温条件下,暖季型植物分解释碳对系统氮去除效果的影响.结果表明,添加轮叶黑藻显著提高了系统水体碳氮比,促进反硝化作用,提高总氮和硝态氮的去除率.在4个周期中,与对照组相比,物候期组合型浮床人工湿地系统的总氮去除率分别提升23.03%、10.90%、18.55%和22.93%,硝态氮去除率分别提升38.28%、20.74%、17.87%和17.06%.由此可见,利用暖季型和冷季型植物配置提高碳氮比失衡湿地氮去除率是可行的.

镍胁迫对菹草(Potamogeton crispus L．)活性氧及脯氨酸代谢的影响

本文以组织培养技术培养的菹草无菌苗为实验材料,研究了不同浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)Ni2+胁迫对菹草过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O2.-)和丙二醛(MDA)的含量、抗氧化系统、脯氨酸代谢途径的影响.结果显示:(1)Ni2+胁迫影响了活性氧水平,主要表现为H2O2和O2.-的大量积累;MDA含量也随着Ni2+浓度的升高呈上升趋势;(2)随着Ni2+浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)、非蛋白巯基(NP-SH)含量均表现为先升后降趋势;抗坏血酸(AsA)含量变化不明显;植物络合素(PCs)则表现为上升趋势;(3)脯氨酸代谢关键酶在Ni2+胁迫下表现为:鸟氨酸转氨酶(OAT)活性在0～0.10 mmol/L Ni2+胁迫下高于对照组;吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性在Ni2+大于0.10 mmol/L时,显著增加;脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性无显著变化;脯氨酸(Pro)含量则均显著高于对照组.以上结果表明,Ni2+胁迫提高了活性氧的水平,加重了膜脂过氧化的程度,干扰了抗氧化系统的内在平衡;此外,低浓度Ni2+胁迫下菹草脯氨酸积量主要依赖于鸟氨酸途径,而高浓度下则主要依靠谷氨酸途径.

沙基和浮床培养方式种植水芹对人工湿地冬季水质净化能力的对比

针对人工湿地冬季净化能力不足以及不同湿地植物种植方式可能影响其净化效果的湿地构建问题,通过小试实验,研究了沙基法和浮床法种植水芹(Oenanthe javanica(Bl.)DC.)对冬季人工湿地净化富营养水体效果的影响.在整个冬季,4个实验周期中,处理期间总磷(TP)和总氮(TN)去除率表现出显著差异:对照组(CK)、沙基种植组和浮床种植组4个周期对TP的去除率平均值为20.17%±19.23%、59.60%±7.54%和45.44%±29.22%;对TN的去除率平均值依次为:29.83%±19.65%、64.89%±23.01%和60.50%±25.86%.与CK组相比,冬季种植水芹可显著提高湿地对TP和TN的去除率;与浮床种植方式相比,沙基种植方式的TP和TN去除率略有提高.而对于COD的去除率,沙基种植组周期间波动较大(-27.5%~52.92%),浮床种植组组周期间更为平稳(10.83%~40.42%),浮床种植组在全部4个周期的平均去除率(23.13%±14.41%)略高于沙基种植组(19.38%±35.38%).2种种植方式下,水芹均可安全适应冬季温带气候;与沙基种植法相比,浮床种植方式更有利于植物总生物量的增加,特别是根系生物量的增加;相对于浮床种植,传统的沙基种植法能使水芹根系在温带冬季大部分时间内保持较高的活力和泌氧能力.因此,考虑到建设成本,在浅水区域可优选传统的沙基(或底泥)种植方式;在深水区域,使用浮床种植的方式,也能保证耐寒水生植物安全度过冬季和保持较高的净化能力.

不同pH处理对菹草(Potamogeton crispus L.)Cr^(6+)毒害效应的影响

对Cr6+胁迫条件下不同pH处理对菹草无菌苗元素、光合色素、活性氧、丙二醛、抗氧化酶、脯氨酸(Pro)及多胺(PAs)含量的影响进行研究,以探讨不同pH处理影响水生植物Cr6+毒害效应的机制.结果表明:(1)偏酸性pH处理加剧菹草对铬的蓄积,而pH为7.0时Cr6+胁迫所造成的矿质元素失衡有所减弱;(2)Cr6+胁迫下pH为6.0~8.0的处理延缓了菹草的失绿症状,促进了光合色素的合成;(3)Cr6+胁迫下菹草超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的活性在pH为6.0和7.0的处理组诱导程度最小;(4)Cr6+胁迫下pH为6.0和7.0处理的菹草Pro含量显著提高;(5)pH为4.0和5.0的处理使腐胺(Put)含量显著提高,而pH为6.0和7.0的处理则促进亚精胺(Spd)含量及游离态(Spd+Spm)/Put比值上升,精胺(Spm)含量总体趋势为随pH值升高而逐步上升,仅在pH为4.0和5.0的处理组中低于Cr6+胁迫对照组.因此,pH条件可影响菹草对铬及营养元素的积累,抗氧化酶、Pro、PAs代谢等生理生化过程,导致铬毒性效应差异.在pH为6.0~7.0的范围内,菹草能调节抗氧化酶系统,较有效地清除体内活性氧,提高机体中Pro、PAs含量及游离态(Spd+Spm)/Put比值,减轻膜系统脂质过氧化,维持机体内矿质元素平衡,致使毒性效应达到最小程度.

外源钙对菹草(Potamogeton crispus L.)汞胁迫的影响效应

以组织培养的菹草无菌苗为实验材料,研究了外源Ca(NO3)2的添加对汞(Hg)胁迫下菹草体内Hg积累、矿质元素、光合色素、活性氧、丙二醛(MDA)、维生素C(VC)、维生素E(VE)、谷胱甘肽(GSH)以及多胺(PAs)代谢产生的影响效应机制.结果表明:(1)Hg胁迫下,菹草体内Hg大量积累,达165.79μg/g(FW),并伴随矿质元素P、K、Fe、Mg和Na含量的明显降低.外源Ca(NO3)2的添加很大程度上可抑制菹草体内Hg积累,使其降至110.15μg/g(FW),并减轻Hg胁迫所造成的元素失衡;(2)Hg胁迫使菹草体内光合色素含量及叶绿素a/b值大幅降低,并诱导积累大量超氧阴离子、过氧化氢及MDA,同时VC、VE和GSH含量显著提升.外源Ca(NO3)2的添加则减缓了菹草体内光合色素的分解,降低活性氧水平,减轻了膜脂过氧化程度,更使VC、VE及GSH含量在一定程度上恢复到正常水平;(3)Hg胁迫下,伴随着多胺氧化酶、二胺氧化酶和精氨酸脱羧酶活性的显著提升以及鸟氨酸脱羧酶活性的降低,导致菹草体内腐胺(Put)、精胺(Spm)含量明显降低,亚精胺(Spd)含量及游离态(Spd+Spm)/Put比值轻微增加.而外源Ca(NO3)2添加后,菹草通过调节体内PAs代谢酶活性,改变了Hg胁迫下PAs含量变化,主要表现为Put、Spm含量回升显著,游离态(Spd+Spm)/Put比值进一步升高.综上所述,外源Ca的添加可抑制Hg的吸收并参与调节多胺代谢,通过内源多胺含量的改变抑制了植物体内活性氧的积累、膜脂过氧化、光合色素及抗氧化物质的分解,增强菹草无菌苗对重金属Hg的耐受力,对减轻植物Hg胁迫有重要作用.

铜胁迫对菹草无菌苗多胺及活性氧代谢的影响

本文研究了不同浓度Cu2+(0、1、2、4、8、12μmol/L)对菹草无菌苗多胺(PAs)及活性氧代谢的影响.结果表明,随着Cu2+处理浓度的升高:(1)菹草无菌苗植株的超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐上升,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则表现为先升后降;(2)超氧阴离子(O2.-)产生速率逐渐增大,过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)有所积累,可溶性蛋白含量降低;(3)游离态多胺含量与多胺总含量的变化一致,均表现为腐胺(Put)含量先升后降,亚精胺(Spd)含量逐渐降低,精胺(Spm)含量逐渐上升;游离态多胺(Spd+Spm)/Put的比值在高浓度Cu2+胁迫时迅速上升;结合态Put和Spm的含量变化与游离态的变化一致,而结合态Spd的含量与对照相比均略有上升;束缚态Put和Spd含量先升后降,而Spm含量则逐渐降低;(4)精氨酸脱羧酶(ADC)、多胺氧化酶(PAO)和二胺氧化酶(DAO)活性均表现为先升后降,而鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性变化不明显.可见,Cu2+对菹草无菌苗造成了明显的氧化胁迫,抗氧化酶活性的升高,Spm含量的升高,Put向Spd和Spm的转化以及不同状态多胺之间的转化,在菹草无菌苗抵抗Cu2+胁迫过程中发挥着重要的作用.

长江经济带城市水环境管家模式研究

立足长江经济带城市水环境治理与保护工作发展现状和问题,结合我国新发展阶段贯彻新发展理念及推进长江大保护城市水环境第三方服务高质量发展的需求,提出一套可贯穿项目全生命周期的“城市水环境管家模式”的概念;阐释了模式的内涵;明确了模式的基本要素,包括服务的对象、内容、质量控制体系、技术支撑体系、智慧平台、商业模式和开展方式等7方面,构建了模式的基本框架体系;进而,对模式实施的要求和路径进行了探讨;旨在为长江经济带城市打造高品质水环境、全面推进长江大保护战略提供一套可复制、可移植、可推广的经验。

外源鸟氨酸对菹草(Potamogeton crispus L.)抗镉胁迫能力的影响

本文以组织培养技术培养的菹草无菌苗为实验材料,研究了2 mmol/L外源鸟氨酸(L-Orn)对40μmol/L镉(Cd)胁迫下菹草体内Cd含量、光合色素水平、超氧阴离子(O·-2)产生速率、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)与可溶性蛋白含量以及脯氨酸和多胺代谢的影响.结果显示:(1)在单一Cd胁迫下,菹草体内的Cd大量积累,达到335.00μg/g,并诱导了明显的氧化胁迫,具体表现为O·-2产生速率以及H2O2和MDA含量显著升高,可溶性蛋白以及光合色素含量明显下降.外源L-Orn的添加很大程度上抑制了菹草体内Cd的积累,Cd含量降至232.50μg/g,并降低了活性氧(ROS)水平,减轻了膜脂过氧化程度,减缓了光合色素和可溶性蛋白的分解.(2)在单一Cd胁迫下,伴随着吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性的增加和脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性的下降,菹草体内的脯氨酸含量轻微增加,仅为对照组的1.91倍,而外源L-Orn显著增强了P5CS和δ-鸟氨酸转氨酶(OAT)的活性,使脯氨酸含量大幅度升高,为对照组的8.36倍.(3)单一Cd胁迫分别通过激活精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和多胺氧化酶(PAO)的活性,使腐胺(Put)的含量增加,亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量减少.而施用外源L-Orn后,ADC和ODC的活性进一步增强,Put的含量大幅增加,并促进Put向Spd和Spm的转化,同时PAO的活性下降,使Spd和Spm含量增加,从而使总多胺含量增加.由此可见,外施L-Orn可通过抑制Cd的进入和参与调节脯氨酸以及多胺代谢,抑制ROS的积累、膜脂过氧化、光合色素以及蛋白质的分解,一定程度上增强菹草对Cd胁迫的抗性.

太浦河清水绿廊生态建设方案研究

太浦河是贯穿长三角生态绿色一体化示范区的一级清水绿廊和唯一一条流域骨干河道,其生态廊道建设关乎示范区的生态本底健康和以生态绿色引领示范区高质量发展实践的成效。该文分析确定太浦河清水绿廊功能需求、生态建设目标和主要任务,分析河道、湖荡、溇港圩田、林地及村镇人居五大类生态系统分布和功能特征,诊断太浦河生态廊道建设面临的生态环境问题主要为水环境质量有待提升、河湖湿地生境质量和多样性不佳、林地生态空间不足及滨水空间生态文化服务功能未有效发挥,确定汾湖生态核心建设、邻近湖荡湿地生态保护与修复、生态河湾建设、生态林地建设、生态绿地建设、沿岸水生态建设、防护林带贯通与风景道和绿道建设8项太浦河清水绿廊生态建设工程措施。

淡水养殖尾水生态净化湿地设计——以连云港市香河生态园淡水养殖尾水净化湿地为例

针对连云港市香河生态园1700亩水产养殖塘尾水,秉持"节水、节能、高产、优质、生态、美丽"理念,构建31.7万m^(2)(475亩)湿地—塘生态净化系统;采用"自然沉淀+复合表面流人工湿地+塘湿地"工艺,削减水体污染物、改善水质,实现尾水回用和无害化排放,保障区域水生态环境和水源地水质安全。项目的实施响应了区域居民的消费升级新需求,探索了区域生态循环经济新模式,对我国其它地区水产养殖尾水的生态化处理具有重大的参考价值。

某滨海地区水库库前生态净化系统方案设计

本文以华东某省L市的一个工业应急备用水源工程为例,主要围绕净化工艺选择、系统总体布局、湿地功能分区设计、植物群落配置和土壤盐分影响控制措施等方面介绍了滨海地区水库库前生态净化系统的方案设计,并对项目效益进行了分析,最终分析结果显示,库前湿地净化技术的应用具备显著的经济效益、突出的生态环境效益和良好的社会效益,以期为我国其它滨海地区水库水体水质保障提供技术支撑和模式借鉴。

脱盐土原位覆盖法对土壤氯离子释放控制效果研究

针对滨海地区新建水库面临库区土壤Cl^(-)持续释放的问题开展脱盐土原位覆盖法研究。结果表明:搅拌脱盐可在不剧烈改变库区高盐土壤渗透性的前提下快速去除其中的Cl^(-),平均去除率可达到91.43%;在蓄水期间,20,30 cm厚脱盐土覆盖处理组的平均Cl^(-)释放通量分别为2.344,1.398 g/(m^(2)·h),分别为无覆盖对照组的39.67%和23.66%;土壤Cl^(-)释放的总体特点为慢-快-慢,释放通量峰值出现在蓄水后第60~75天。综上,脱盐土原位覆盖法可用于库区土壤Cl^(-)释放控制,在当前实验条件下,脱盐土覆盖层厚度为30 cm、换水周期为45~60 d时,可实现水体水质保障效果与运维成本的最优平衡。