浮床植物系统对池塘水体微生物的动态影响

在池塘水体中构建以空心菜为试验植物的浮床植物系统,研究了其对池塘水体中微生物的数量、分布以及氮循环的影响.结果表明,浮床植物系统可明显改变池塘不同水层中的细菌(如氮循环细菌)和真菌的数量,实现不同生理类群的微生物在水体同一水层的共存,促进了水体的氮循环,加强了水体的自净功能.该系统的净化效果与其面积有关,占池塘面积20%的浮床植物系统在试验80d时,对TN、NH4+-N、NO2—N、NO3--N的去除率分别为39.4%,51.2%,49.7%和65.0%.

模拟酸雨条件下Pb^(2+)和Cr^(6+)对蕹菜光合作用及品质的影响

以蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)为供试对象,通过盆栽试验,研究了不同酸度模拟酸雨(AR)条件下,Pb2+和Cr6+对其光合作用、营养品质及食用安全性的影响。结果表明:酸雨条件下,重金属对蕹菜叶片光合作用和品质的胁迫表现为Pb>Pb+Cr>Cr;随酸度增加,AR+Pb和AR+Pb+Cr处理的危害性显著增加,pH=3.5时,AR+Pb+Cr处理的胁迫性明显大于其他处理水平,对蔬菜造成伤害;3个光合作用参数均随酸雨酸度增加有不同程度的下降,但对胁迫的敏感性存在差异;pH<5.6时,蕹菜中蛋白质和游离氨基酸含量与pH值呈正相关;随酸度增加,可溶性糖含量增加,而还原性糖含量下降,表现出对环境胁迫的应激反应;除了Cr污染处理外,Pb污染和Pb+Cr污染都能显著促进蕹菜中硝态氮积累,其含量随酸雨酸度上升而增加;蕹菜中Pb和Cr存在竞争吸附作用,且随着酸雨酸度下降,蕹菜对2种重金属的富集有加快趋势。

镉胁迫下空心菜叶绿素质量分数的高光谱估算

为实现高光谱技术快速检测空心菜镉污染,探索性地对其叶绿素质量分数的变化情况进行了高光谱估算.采用盆栽试验检测了空心菜在6个不同的镉质量分数梯度0mg/kg(CK),0.5mg/kg(T1),1mg/kg(T2),5mg/kg(T3),10mg/kg(T4),20mg/kg(T5)下的叶片高光谱反射率及其叶绿素质量分数.根据不同镉质量分数处理下空心菜叶片高光谱反射率的变化,对光谱数据重采样,分析了叶绿素质量分数与光谱数据的相关性,筛选出不同质量分数镉处理情况下与叶绿素质量分数敏感的光谱波段及特征参数,并建立了预测叶绿素质量分数的估算模型.研究结果表明:1)随着镉质量分数的增加以及胁迫时间的延长,总叶绿素质量分数呈先增加后减少的趋势.15d,30d和45d的叶片光谱变化趋势相似,在绿峰和红外波段范围差异较明显.处理45d时,其差异比15d和30d时更显著;2)重采样后绿峰和红边范围的波段与叶绿素质量分数具有较好的相关性(p<0.01),相关性最优的波段R540,R710为自变量与叶绿素质量分数拟合的R2值分别为0.747 7,0.713 5(p<0.01),故选择其作为敏感波段;3)对12个光谱敏感参数、R540和R710与叶绿素质量分数进行相关分析、建模并反演,得出R540,R710,GPR和SGP对应的非线性倒数模型效果较优,可用于空心菜叶绿素质量分数的估算.研究结果可进一步为检测空心菜镉污染程度提供技术参考.

空心菜SRAP-PCR分析体系的建立与优化

以空心菜为试验材料,利用单因素试验对影响SRAP-PCR反应体系的DNA模板、10×PCR Buffer(含Mg2+)、dNTPs、引物以及TaqDNA聚合酶5个因素进行优化,从而建立适合于空心菜SRAP-PCR分析的反应体系。结果表明:空心菜SRAP-PCR最佳的反应体系(25μL)为:DNA模板80ng、10×PCR Buffer(含Mg2+)2.5mmol·L-1、dNTPs 0.2mmol·L-1、引物0.4μmol·L-1、TaqDNA聚合酶1U。运用所优化的SRAP-PCR分析体系,对"本地空心菜"和"三叉空心菜"2个品种进行SRAP-PCR扩增,扩增结果所获得的电泳谱带清晰明亮,材料间表现出明显的多态性,并且在25对SRAP引物组合中可以筛选出7对多态性高的组合,能明显区分2个空心菜品种。由此可见,本试验所建立的SRAP-PCR体系适用于空心菜的品种鉴定和遗传多样性分析。

蕹菜幼苗对NH_3-N和P的吸收动力学研究

[目的]探讨蕹菜（Lpomoea aquatica）幼苗对NH3-N和P的吸收动力学特性,为富营养化水体的生态修复提供参考。[方法]采用改进的常规耗竭法,用Michaelis-Menten方程来描述蕹菜对NH3-N吸收速率与溶液浓度的相互关系,用一元二次多项式表示营养液中P的浓度与时间的关系。[结果]蕹菜对NH3-N的最大吸收常数Vmax为2.162μmol/（gFW.h）,亲和力常数Km为0.403 mmol/L,NH3-N浓度为0~0.25 mmol/L,吸收速率随着浓度的升高而增加,超过该浓度范围,吸收速率不再增加,逐渐趋于饱和。对P的最大吸收速率为6.442μg/（gFW.h）,亲和力常数为0.65 mg/L,P的浓度随着吸收时间的延长而减少,导致P浓度的降低,从而使吸收速率也相应的降低。[结论]蕹菜对NH3-N和P的吸收效果良好。

蕹菜叶酪氨酸酶的分离纯化与部分性质

蕹菜叶经匀浆、缓冲液提取、硫酸铵分级沉淀、DEAE-Sepharose离子交换层析、Superdex-200凝胶过滤层析,获得电泳纯的酪氨酸酶。该酶活力达到114.53 U/mg,酶活力回收率为11.33%,纯化倍数为99.59。全酶分子质量为77.60 k D,亚基分子质量为38.70 k D;最适温度为45℃,最适pH值为7.5,该酶在25~55℃及pH 6.0~8.0的范围内有较好的稳定性;在最适条件下测得其Km值为10.05 mmol/L;甲醇、乙醇、异丙醇及柠檬酸、抗坏血酸、Ca2＋和Pb2＋对该酶有抑制作用,Mn2＋、Zn2＋和Co2＋对该酶具有一定的激活作用,尿素和十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfonate,SDS）对该酶活性影响不大,Li＋、K＋对该酶活性基本没有影响。

空心菜对景观水中氮磷的去除效果研究初报

采用浮床种植空心菜等6种陆生植物,初步研究了浮床种植植物对景观水体中主要养分氮、磷的去除动态及效率,结果表明以空心菜去除效果最佳。空心菜能够大量吸收N、P营养提供自身生长所需,在试验进行的第6d及第10d可分别使试验水体的TN、TP去除率达到100%,对改善水质、修复水体具有重要作用,并且在改善水质的同时还能收获农产品、获得经济效益。

植物-生物绳组合生态浮床对富营养化水体的净化效果

在白洋淀富营养化水体构筑蕹菜(Ipomoea aquatica)浮床-生物绳组合系统一段时间后,带回实验室做静态分析,研究生物绳对微生物富集后对富营养化水体的改善效果。结果表明,蕹菜浮床、蕹菜-聚苯乙烯纤维绳组合浮床、蕹菜-麻绳组合浮床对水中TN、NH4+-N、TP和DIP均有较好的去除效果,蕹菜浮床对水中TN、NH4+-N、TP和DIP的去除率为39.09%、44.55%、63.68%和53.70%,而蕹菜-聚苯乙烯纤维绳组合浮床、蕹菜-麻绳组合浮床的去除率分别为49.46%、67.79%、54.72%、50.62%和60.43%、70.05%、71.70%、64.20%,可见组合式浮床比蕹菜浮床的氮磷去除能力更强,而且以蕹菜-麻绳组合浮床的净化效果最好。其中,蕹菜浮床、蕹菜-聚苯乙烯纤维绳组合浮床和蕹菜—麻绳组合浮床的植物去氮贡献率分别为36.13%、32.15%和27.11%,去磷贡献率分别为71.85%、87.07%和74.34%,表明浮床中植物吸收只去除了系统中一部分N,微生物的脱氮途径占主导作用;而对P的去除,本试验结果显示植物吸收起主要作用。可见,该组合生态浮床是改善富营养化水体的有效方法。