铝胁迫对酸性红壤中真菌种群多样性的影响

通过聚合酶链式反应-限制性片段长度多态（PCR-RFLP）技术构建了红壤真菌的内转录间隔区（Internal Transcribed Spacer,ITS）rDNAs文库,比较分析了红壤地区典型森林土和农田土真菌群落结构对铝胁迫的响应,构建了6个土壤样品的真菌ITS rDNAs文库。从这6个克隆文库中随机挑取克隆进行了PCR-RFLP指纹图谱分析,共获得77个独特的真菌操作分类单元（OperationalTaxanomicalUints,OTUs）。对77个OTUs的代表性克隆测序并利用Blast工具进行分析（相似性95%～100%）。研究结果表明森林土壤和农田土壤样品中真菌类群79.2%（61）属于子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和球囊菌门（Glomeromycota）,20.8%（16）属于未分类的簇（Unclassifiedfungi）,其中担子菌门真菌在两种土壤中具有明显优势。物种多样性指数（Simpson、Shannon和Chao1）分析表明,铝胁迫降低了土壤真菌种群的多样性,农田土壤中真菌的种群多样性明显高于森林土壤。而且随着铝胁迫浓度的增加,担子菌门真菌在两种土壤中丰度明显下降,子囊菌门真菌的丰度显著上升,在高铝处理浓度处理的土壤中演变为优势种群。

铝胁迫对芝麻根系分泌物的影响

以2个芝麻品种(豫芝8号和赣芝5号)为试验材料,用沙培方法研究了不同浓度铝处理后芝麻根系分泌物的变化。通过研究铝对芝麻电解质外渗率、根系分泌氨基酸和糖的影响,探讨了铝胁迫下植物根系的生理反应。结果表明,在铝胁迫条件下,芝麻根系电解质外渗率、氨基酸的分泌量和糖类的泌出量随铝离子浓度的升高而增加,且豫芝8号表现出对铝更强的敏感性。铝胁迫使芝麻根系分泌物的种类和浓度发生改变,与其缓解铝毒害相关。

定南离子型稀土矿区苔藓植物多样性研究

基于生境属性和典型调查法,开展了定南稀土矿区苔藓植物分布的特征与下覆土壤理化性质的相关性研究。结果表明,定南稀土矿区有苔藓植物9科15属15种。其中苔藓植物物种多样性最高的生境为稀土尾矿堆场区长有五节芒植物群落的地块。苔藓植物的优势科有4科,为曲尾藓科(Dicranaceae)、金发藓科(Polytrichaceae)、丛藓科(Pottiaceae)、葫芦藓科(Funariaceae),占总科数的40.0%,含有9属10种,占定南稀土矿区苔藓植物总属数的60.0%,占总种数的66.7%。苔藓植物的优势属为拟金发藓属,包含2种,占总种数的百分比为13.3%。相似性指数最大为路边五节芒样地和沟渠石壁样地。对苔藓植物群落盖度与土壤理化性质的相关性分析表明,土壤有机质、全氮、全磷含量对苔藓植物的分布都有显著影响。研究结果可为掌握赣南稀土矿区苔藓分布特征、苔藓结皮改良土壤等方面提供基础数据支撑。

铝与镉的交互作用对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

以水稻(先农3号)为供试材料,研究铝与镉的交互作用对水稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,铝和镉对水稻发芽及生长均有显著影响,低浓度的铝能促进芽的生长,高浓度的镉完全抑制根的生长。此外,铝和镉还表现出显著的交互作用(P<0.01),铝能在一定程度上缓解镉对水稻萌发、根和芽生长的毒性,特别是低浓度条件下这种缓解作用更明显,而镉只能在一定程度上降低铝对水稻萌发和芽生长的影响。在高浓度下,两者还表现出对水稻发芽率、根生长的联合毒性。

铝胁迫对野生油茶光合特性的影响

以野生油茶幼苗为材料,研究铝对油茶叶片光合作用特性的影响。结果表明,低浓度铝处理促进了油茶叶片叶绿素a、b的合成和气孔导度、净光合速率的增加,高浓度的铝处理抑制了油茶叶片叶绿素a、b的合成,降低了气孔导度和净光合速率,胞间CO2浓度在不同铝浓度处理下变化不大,光合速率的变化影响油茶生物量的积累。说明低浓度的铝能促进油茶幼苗的光合作用,高浓度铝抑制了油茶的光合作用。

钴−生物质炭人工酶的制备及其在土壤氯辛硫磷残留检测中的应用

金属纳米材料人工酶由于具有较高的类氧化酶活性、良好的稳定性和较低的制备成本而被广泛研究和应用于生物传感与催化领域。本研究将梨瓜皮溶解分散于钴基水杨酸咪唑离子液体得到均匀的浆液,冷冻干燥后,经高温热解制得钴−生物质炭纳米复合材料人工酶。研究表明,钴−生物质炭纳米复合材料具有优异的分散性,平均粒径为50 nm,钴纳米粒子分布于生物质炭片表面,使其展现出较高的类氧化酶活性。基于氯辛硫磷对钴−生物质炭人工酶活性的抑制作用,建立测定氯辛硫磷的比色检测方法。氯辛硫磷的存在将抑制钴−生物质炭人工酶催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)氧化成蓝色产物的活性,使得TMB氧化产物体系吸光度下降。反应体系的吸光度随着氯辛硫磷浓度(0.5~50μmol•L^(−1))的增大而线性降低,检出限为40 nmol•L^(−1)。这一检测方法简便快捷,可用于土壤中氯辛硫磷残留的快速测定。

微纳米无定形碳酸钙的微生物诱导矿化机制

以地衣芽孢杆菌为研究菌株,将菌株接种于含Ca^(2+)的LB培养基中培养0~10 d,通过分析培养液OD600 nm、pH值、Ca^(2+)的动态变化,同时借助SEM-EDS、TEM-SAED、XRD等手段分析所得沉淀物的形貌及结构特征,以期解析该菌对无定形碳酸钙的微生物诱导矿化机制。结果表明,地衣芽孢杆菌的快速生长能显著提升培养液的pH值,相比起始pH值提高了1.63个单位(P<0.05),Ca^(2+)浓度随培养时间的增加有显著下降的趋势,Ca^(2+)浓度最大减少了516.48 mg/L(P<0.01);SEM可观察到培养液中的沉淀物中有许多无规则的微纳米级矿物,EDS结果表明其主要元素为C、O、Ca,可见地衣芽孢杆菌可诱导碳酸钙的形成。TEM-SAED及XRD的结果证实这些生物源碳酸钙为无定形碳酸钙。研究还发现通过添加碳酸酐酶抑制剂能显著减弱该菌对碳酸钙的诱导矿化能力,这些生物源碳酸钙的形成与该菌分泌的碳酸酐酶活性密切相关,并且菌体细胞还可以作为碳酸钙的成核位点。碳酸钙沉淀无机碳同位素δ^(13)C值是-5.762±0.022‰,δ^(13)C值为负值,也进一步证实了这些无定形碳酸钙沉淀为生物成因。该研究结果有助于加深对生物源无定形碳酸钙的了解,进一步阐明了微纳米无定形碳酸钙的微生物诱导矿化机制,可为生物源无定形碳酸钙的进一步开发应用提供重要参考。

石灰和磷肥对酸性土壤中野生油茶幼苗生长及土壤酶活性的影响

以酸性红壤为基质,研究酸性土壤中石灰和磷肥的施用对野生油茶(Camellia oleifera Abel.)幼苗生长及根际与非根际土壤酶活性的影响。结果表明,石灰和磷肥的施用能在不同程度上缓解土壤高铝低磷对野生油茶幼苗生长的毒害作用;磷肥能降低根际与非根际土壤的脲酶活性,石灰能在一定程度上缓解这一作用;石灰和磷肥共同施用能提高土壤酸性磷酸酶活性。说明磷肥和石灰共同施用能改善土壤环境,减缓铝毒对植物生长的抑制作用。

大肠杆菌鼠李糖调节子

大肠杆菌(Escherichia coil)L-鼠李糖(rha)调节子由三个功能相关的操纵子(operon)组成,位于大肠杆菌染色体基因组中。它编码大肠杆菌吸收和利用L-鼠李糖的蛋白,即一个鼠李糖运输蛋白(RhaT)、三个鼠李糖代谢酶(RhaB、RhaA、RhaD)以及两个调节蛋白(RhaS、RhaR)。三个操纵子均受到L-鼠李糖本身的诱导,同时以调控蛋白RhaS、RhaR和CRP(cAMP受体蛋白)为中介的正调控也参与调节。

基于应用型人才培养的《环境微生物学》教学模式改革初探

针对目前环境微生物学教学的现状,并结合教学实践中的尝试,着重讨论了应用型人才培养教学模式的构建,从教学目标的修订、教学内容的编排、教学方法的改革和教学效果的评价等方面进行了初步探讨。

一株好氧反硝化细菌的筛选鉴定及其脱氮效果

经过富集培养和反硝化能力测定,从城市污水处理厂活性污泥中筛选得到1株好氧反硝化细菌。通过16S rDNA同源性分析对该菌进行分子鉴定,并将菌接种到模拟富营养化水体中以探究其对系统中硝态氮和总氮的去除能力。结果表明,该菌属于Klebsiella sp.,命名为HLNR05。菌株HLNR05在24 h内NO3--N的去除率达96.6%,TN去除率达92.1%,而且其从培养体系中完全去除的氮明显多于同化到细胞的氮。利用HLNR05处理模拟富营养化废水,结果发现其在24 h内对模拟废水中的NO3--N和TN去除率达91.4%和88.2%。表明菌株HLNR05具有较强的好氧反硝化能力。

分子生物学双语教学中“双主体互动”教学模式构建策略初探

针对目前分子生物学双语教学的现状,结合教学实践过程中的尝试,着重讨论了"双主体互动"教学模式的构建,从教师团队的组建、教学内容的选择、教学过程的设计和教学信息化等方面进行了初步探讨。

基于rhaSR嵌合操纵子的穿梭表达载体及其在鱼腥藻细胞中表达的初步研究

通过PCR等基因重组技术,以pKT-215(起源于RSF1010)为载体,构建了带有PR序列(含rhaSR操纵子表达调控元件、rhaR基因、报告基因gst的嵌合操纵子)和PT序列(含rhaSR操纵子表达调控元件及rhaT基因)的二种穿梭表达载体pKT-PTR、pKT-PR。其中,在RhaR基因上游设计和插入了增强的SD序列。首先将pKT-PTR、pKT-PR分别转化入大肠杆菌BL21(DE3)中,在不同培养基条件下,即含鼠李糖与不含鼠李糖的培养基中进行表达,紫外分光光度计测定GST蛋白(谷胱甘肽-S-转移酶)的活性。结果表明,含嵌合操纵子的穿梭表达载体能在L-鼠李糖的诱导下表达,gst基因的表达量诱导条件下比非诱导条件下高3倍左右,且表达载体上的rhaT基因并不能提高gst的表达;其次,利用三亲结合的方法将2种表达质粒转入鱼腥藻Anabaena sp.PCC7120中,抗生素筛选后得到能稳定遗传的转基因藻,并以转基因藻的质粒DNA为模板进行PCR检测。最后,转基因藻GST酶活力分析结果表明,嵌合操纵子PR在蓝藻细胞中的诱导表达效率极低,表达条件还需进一步优化。尝试将诱导型的操纵子转入蓝藻,具有潜在的应用价值。

铝与除草剂草甘膦的交互作用对青菜的毒理作用

以青菜为供试材料,研究铝与除草剂草甘膦的交互作用对青菜种子的发芽势以及发芽后青菜种子的根长和芽长的影响。结果表明,铝与草甘膦对青菜表现比较明显的生长抑制作用,低浓度的铝能在一定程度上缓解草甘膦对青菜种子的发芽势、根长和芽长的抑制作用,而低浓度的草甘膦在一定程度上降低了铝对青菜种子发芽势和芽长的毒性。在高浓度下,两者均表现出对青菜种子的发芽势、根长和芽长的联合毒性,并在最高处理浓度时,毒性最强。

分子生物学双语教学中学生自主学习能力培养策略初探

针对目前分子生物学双语教学的现状,并结合教学过程中的尝试,着重讨论了利用课堂教学提高学生自主学习能力的策略,从兴趣培养、教学方法、情感投入、提高自控能力及教学效果评价等方面进行了初步探讨。

3种野生蓼科植物对铝胁迫的生理响应

用水培法，设置0、25、50、100、400μmol／L5种AlCl3浓度处理，研究了3种野生蓼科植物酸模叶蓼、杠板归和辣蓼对铝胁迫的生理响应。结果表明：3种蓼科植物相对根系伸长率都随A1Cl3浓度的增加呈递减的趋势，但A1Cl3对杠板归根伸长的抑制程度要明显高于酸模叶蓼和辣蓼，表明酸模叶蓼和辣蓼的耐铝性显著高于杠板归；3种蓼科植物根系铝含量和草酸分泌量均随AICl3浓度的增加而增加（其中杠板归和辣蓼根系草酸分泌量在AICl3为50μmol／L时达到饱和），但酸模叶蓼和辣蓼根系铝含量显著低于杠板归，而根系草酸分泌量显著高于杠板归；高浓度（400μmol／L）处理使3种蓼科植物根系活力、叶片过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性显著下降，丙二醛（MDA）含量显著升高，尤以杠板归变化最为明显。而低浓度（25-50μmol／L）处理时，酸模叶蓼和辣蓼根系活力表现出递增的趋势，叶片脯氨酸含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性较对照显著升高，丙二醛含量显著下降。由此说明，酸模叶蓼和辣蓼在低浓度AlCl3胁迫下可通过外部排斥（铝诱导的根系草酸分泌）和内部解铝毒（提高根系活力、叶片POD和CAT活性、脯氨酸含量及降低MDA含量）2种途径来增强其对铝的耐性。

水生动植物联合作用净化不同富营养化景观水体研究

选择睡莲(Nymphaeatetragona)、轮叶黑藻(Hydrillaverticillata)、鲢鱼(Aristichthysnobilis)和中华圆田螺(Cipangopludinachinensis)为实验对象,设置富营养和极富营养两种浓度梯度,通过室外试验探讨不同动植物及其组合对两种浓度水平中总氮(TN)、总磷(TP)及叶绿素a(Chl-a)的净化效果。结果表明,在富营养和极富营养水平中,均以睡莲和黑藻组合对TN和TP的去除效果最好,TN去除率分别为66.4%和42.3%,TP去除率分别为97.1%和89.6%,TP去除率分别高出相应对照组53.2和35.3个百分点;鲢鱼和中华圆田螺的加入会引起TN和TP的升高,但是由鲢鱼、中华圆田螺、睡莲和黑藻组成的组合对藻类的抑制效果最好,其Chl-a含量始终保持最低含量,日均值不超过1.16 mg/m3。因此,鲢鱼、中华圆田螺、睡莲和黑藻联合作用对富营养化水体具有明显的净化效果,其协同作用可为景观湖泊富营养化控制提供理论基础和科学依据。

铝胁迫对烟草叶片呼吸作用和活性氧代谢的影响

以2个不同耐铝性的烟草品种云烟100(耐铝)和云烟105(敏感)为材料,采用水培法研究不同铝浓度(0,50,100,200μmol/L)对烟草植株生长、叶片活性氧(ROS)含量、呼吸作用和线粒体抗氧化酶活性的影响。结果表明:随铝浓度的增加,烟草植株生物量显著下降,叶片O·-2和H2O2含量显著升高且敏感品种云烟105变幅更明显,表明烟草铝毒害与叶片ROS积累呈正相关。随铝浓度的增加,烟草叶片总呼吸、细胞色素呼吸和细胞色素氧化酶(COX)活性不断下降,而交替呼吸和丙酮酸含量先升后降,表明铝胁迫下烟草各呼吸途径的变化与COX活性受抑及丙酮酸对交替氧化酶活性的正向调控有关。铝胁迫下烟草叶片线粒体超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高,有利于清除细胞内产生的ROS。与敏感品种云烟105相比,耐铝品种云烟100在不同铝浓度胁迫下均表现出更高的交替呼吸、总呼吸、线粒体SOD和APX活性,说明铝胁迫下烟草叶片保持较高的呼吸作用(尤其是交替呼吸)以及线粒体SOD和APX活性与其抗铝性密切相关。

不同油菜品种对铝毒抗逆性的研究

[目的]探究不同油菜品种的抗铝毒能力。[方法]采用营养液培养,研究赣油杂1号、赣油杂2号、湘油杂3号3个油菜品种对铝毒抗逆性的影响。[结果]铝胁迫下,油菜各品种叶片丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量增加,根系活力下降。3个油菜品种中,赣油杂2号的变化幅度最大,湘油杂3号最小。3个油菜品种的耐铝性大小为:湘油杂3号>赣油杂1号>赣油杂2号。[结论]在酸铝地区要特别重视对作物铝毒的防治与研究;湘油杂3号在酸性铝毒土壤上的适应能力最强,赣油杂2号最差,这为促进我国南方酸性土壤地区油菜的生产和发展提供了一定的指导意义。

外源一氧化氮对铝胁迫下烟草叶片光能利用和光保护系统及活性氧代谢的影响

以云烟100(耐铝)和云烟105(铝敏感)为材料,采用水培法研究外源一氧化氮(NO)对铝胁迫下烟草植株生长、叶片活性氧含量、光合特性、叶绿素荧光参数、光呼吸和抗氧化酶活性的影响。结果表明,铝胁迫显著降低了烟草叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII光合电子传递量子效率(FPSII)和光化学猝灭系数(q P),提高了反应中心PSII过剩激发能,从而导致叶片超氧阴离子(O_2·)和过氧化氢(H_2O_2)含量升高,植株生物量下降。外源NO可显著提高铝胁迫下烟草叶片叶绿素含量、Pn、Fv/Fm、FPSII、q P和植株生物量,降低反应中心PSII过剩激发能和叶片O_2·、H_2O_2含量,且云烟105变化幅度高于云烟100。此外,外源NO还显著提高了铝胁迫下烟草叶片非光化学猝灭系数、光呼吸速率、超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,说明NO可通过提高烟草叶片光化学反应能力、热耗散、光呼吸以及抗氧化酶活性来降低反应中心PSII过剩激发能,防止或清除叶绿体内产生的活性氧,缓解铝对烟草的毒害,这种缓解效应在敏感基因型云烟105中表现更明显。