水浮莲(Pistia stratiotes L．)对NH_4^+-N和NO_3^--N吸收动力学研究(英文)

水体中的营养元素过多(特别是氮、磷)所导致的富营养化现象已是全球性的环境问题。近来利用大型维管束植物对富营养化水体的修复已备受关注。然而,水体中氮的去除受到包括氮的离子形态及其在水体中浓度等各种因素的影响。研究通过Michaelis-Menten动力学方程来研究植物根系表面氮的浓度与植物吸收氮的相互关系。该方程包括2个参数:吸收最大速率(Vmax)和米氏常数(Km),其分别表示植物吸收不同氮形态的最大速率和对不同氮形态亲和力的高低。利用加权回归分析结果表明,生长在不同浓度营养液水浮莲(Pistia stratiotes L.)吸收速率拟和Michaelis-Menten方程。水浮莲对NH_4^+-N的Km很高,表明其对NH_4^+-N亲和力高;在NO_3^--N单一氮源提供下,水浮莲对NO_3^--N的吸收动力学与NH_4^+-N相似。然而,在营养液中同时存在NH_4^+-N和NO_3^--N时,NO_3^--N吸收的最大速率明显降低,但对其Km的影响不大,这种抑制作用看来属于非竞争性的。在NH_4^+-NN和NO_3^--N的同时存在下,由于植物吸收NO_3^--N能力的降低可能导致植物对氮的利用率下降。

水浮莲(Pistia stratiotes Linn.)的体外再生与繁殖(英文)

建立了水生单子叶植物水浮莲(PistiastratiotesLinn.)通过器官发生途径的体外高效再生与繁殖方法.采用叶、茎节和匍匐茎为外植体诱导愈伤组织,只有茎节能够在添加2,4-D和6-BA的MS基本培养基上形成愈伤组织,而叶和茎在含有不同组合植物激素的培养基上都不能够诱导愈伤产生.将愈伤组织转到添加6-BA和NAA的MS固体分化培养基可以在2wk内形成小苗,将小苗移至含NAA的MS固体生根培养基形成完整的植株.将生根苗转入无植物激素的不同基本液体培养基里比较其生长效果,其中含有2倍大量元素的SH培养基最适合其生长繁殖,在2wk内可以由1个小苗繁殖出10个新的植株.本研究是关于该植物体外再生的首次报道.水浮莲体外再生及繁殖系统的建立不仅可以用于在无菌条件下进行基础生理生化研究,还可以用于该植物遗传转化系统的建立.由于该植物生长迅速且为无性繁殖,生产成本低,通过基因工程方法表达外源基因将可以用于重组药用蛋白的生产及污染水体的转基因植物修复.

水浮莲(Pistia stratiotes L.)在极端环境中的生存能力检测

检测水浮莲(Pistia stratiotes L.)在不同pH和不同温度条件下的生长能力以及对NaCl的敏感性,结果表明,水浮莲最适合的生长繁殖温度条件为20～35℃,低于10℃时不能够正常生长繁殖,低于5℃时难以保持生存能力;最适pH范围在pH6～10之间;水浮莲对NaCl非常敏感,10 mM.L-1NaCl影响水浮莲的正常生长,高于此浓度的NaCl会导致水浮莲的黄化以及死亡.

利用水浮莲(Pistia stratiotesL.)净化城市污水的实践

将城市污水的流量控制在400m3/d左右的条件下,在3200m2池面水浮莲净化塘内进行净化处理.结果表明,在滞留处理时间为8d时, SS、BOD5、CODCr、NH4-N与色度的去除率分别保持在91.85%、84.54%、81.91%、61.88%、86.96%以上,净化水的理化指标达到二级排放标准;细菌总数与大肠杆菌群总数的剩余率也仅为净化前的0.0078%和0.075%,水的卫生指标也得到明显改善.

光合细菌和水浮莲在河南农村猪场污水中的应用

利用在信阳农村养猪场中的2个3.3 m深的污水氧化塘进行光合细菌和水浮莲净化污水的研究。1#氧化塘加入8×10^8mL^-1光合细菌50 L,2#氧化塘加入水浮莲（100株.m^-2）。为期1 a的试验结果表明：经光合细菌和水浮莲的共同作用,总磷下降了41.8%-76.0%,总氮下降了61.8%-81.0%,COD下降了66.8%-79.1%,BOD5下降了64.8%-82.3%。显示光合细菌和水浮莲能够明显改善养猪场污水水质。

水浮莲对水产养殖排放水体净化的初步研究

研究了水浮莲(Pistia stratiotes)在可控条件下对水产养殖排放污水中的氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、总氮、总磷、化学耗氧量等水质指标的去除效果。试验结果表明,水浮莲对水体中的氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、总氮、总磷和COD均有一定的净化效果,各水质指标的含量均有不同程度的降低,其最大去除率分别为42.4%、47.5%、23.2%、5.80%、51.5%和25.9%。

水浮莲无菌苗的获得及其培养体系的优化

为了有效地进行水浮莲(Pistia stratiotes)的基因工程改造,达到利用水浮莲进行污染水体的植物修复,本研究建立了水浮莲无菌苗培养体系。采用二次消毒法获得水浮莲的无菌苗,并研究了萘乙酸(NAA)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、蔗糖、pH值对其生长的影响,确立了水浮莲的优化培养体系为:1/2 MS+6-BA 0.25mg/L+NAA 0.3mg/L+蔗糖20g/L,pH6.0。水浮莲在此培养基上可快速扩增和长期继代培养,无菌生长的水浮莲比温室中自然水浮莲的植株形态小,易于研究操作。

水浮莲干体对甲基橙的吸附研究

研究了水浮莲干体对模拟染料废水中甲基橙(MO)的吸附行为,考察吸附时间、溶液初始pH值、水浮莲干体用量和MO初始质量浓度等因素对MO吸附的影响。结果表明,在MO溶液初始pH值为5.5、初始质量浓度为25 mg·L-1条件下,添加12.5 g·L-1粒径为0.250～0.425 mm的水浮莲干体,于25℃条件下以120 r·min-1振荡吸附90 min后,MO吸附率可达72.1%。酸性环境有利于MO吸附;一定范围内,水浮莲干体用量的增加以及MO初始浓度的升高都会导致吸附率升高。水浮莲干体对MO的吸附过程更符合Freundlich吸附等温方程,Lagergren准二级动力学方程更适合模拟其吸附动力学行为。随温度升高,MO平衡吸附量呈减少趋势。水浮莲干体及浸出液中Cr、Ni、Cu、As、Cd和Pb含量远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中的限量值,因此将水浮莲干体作为新型吸附剂应用于染料废水处理,不会导致二次污染。

水浮莲对锰污染水体的净化作用研究

通过静态水培试验探讨了水浮莲(Pistia stratiotes L.)对55mg/L和155 mg/L锰(Mn)污染水体的净化作用。结果表明,各个处理的水浮莲鲜重、干重以及相对生长率表现出相同的变化趋势,从大到小依次为55 mg/L Mn处理、对照处理、155 mg/L Mn处理。155 mg/LMn处理的水浮莲叶片的叶绿素含量显著低于对照与55 mg/L Mn处理。水体Mn质量浓度随着取样时间的延长而降低,21 d时55 mg/L和155 mg/L处理的Mn去除率分别为31.44%和18.53%。与之相反,水浮莲的Mn质量比随着取样时间的延长而升高,收获时55mg/LMn处理的根和茎叶中Mn质量比分别为7 090 mg/kg和6 130 ng/kg,而155 mg/L Mn处理的根和茎叶中Mn质量比分别为12 320 mg/kg和12430 mg/kg。55 mg/L和155 mg/L Mn处理的水浮莲茎叶与根的Ca、Mg含量总体上随着处理时间的增加呈降低趋势。研究表明,水浮莲在净化Mn污染水体方面有很好的应用前景。

凤眼莲和水浮莲对滇池草海水体中氮去除效果的比较研究

通过模拟试验,比较了凤眼莲和水浮莲2种漂浮性水生植物对滇池草海水体的去氮效果。结果表明,凤眼莲(Eichhornia crassipes)和水浮莲(Pistia stratiotes)均有较强的水体去氮能力。在水体总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)初始平均浓度分别为8.40、7.20、4.12、2.59 mg·L-1,凤眼莲和水浮莲种苗投放均为1 kg的条件下,凤眼莲和水浮莲对水体总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)30 d去除率平均分别为74.24%、76.81%、87.62%、80.30%和70.10%、78.89%、94.77%、87.64%。凤眼莲和水浮莲吸收作用带走的氮占水体中总氮损失量的89.39%和82.33%,凤眼莲试验组、水浮莲试验组和对照组沉积物中氮含量占水体中氮损失量比率平均分别为6.94%、11.64%和83.51%,说明凤眼莲和水浮莲能有效吸附水体中悬浮颗粒物,进而减少了水体沉积物的形成,凤眼莲、水浮莲均能显著降低水体DO及p H值。虽然凤眼莲和水浮莲均能显著降低水体的总氮浓度,但由于水浮莲植株较脆,综合考虑,故认为大规模控制性种养凤眼莲是一种治理富营养化湖泊的可行途径。

福寿螺和克氏原螯虾摄食水花生和水浮莲初探

研究了福寿螺和克氏原螯虾对水花生和水浮莲的摄食情况。结果表明,每只体重1.06±0.09g福寿螺对水花生和水浮莲的摄食率分别为17.37±0.73%、22.30±0.84%;每只体重3.52±0.07g的摄食率分别为13.66±0.79%及13.84±0.67%。雌、雄克氏原螯虾对水花生的摄食率分别为1.28±0.04%和0.74±0.03%;对水浮莲的摄食率分别为2.10±0.04%和1.93±0.05%。

水浮莲对铜污染水体的修复试验

以水浮莲(Pistia stratiotesL.)为试验材料,采用水培方法,对在不同Cu2+质量浓度和不同pH值条件下,水浮莲对Cu2+的吸收和积累特性以及Cu2+质量浓度、pH值对水浮莲吸收Cu2+的影响进行了研究.结果表明,水浮莲对低铜污染水体有良好的修复效果,在Cu2+质量浓度为2.00、4.00、6.00和8.00 mg/L时水浮莲对铜的总去除率分别为88.50%、90%、50%、78.00%和74.63%;在Cu2+质量浓度为4 mg/L、pH值为5.0、6.0、7.0时,水浮莲对铜的总去除率分别为76.50%,87.25%和83.00%.水浮莲对铜的修复主要依靠根的吸收和累积,其根部对Cu2+的积累量远高于茎叶部分的积累量.

水浮莲干粉对离子型染料的吸附机理研究

通过研究等温吸附行为、动力学特征和pH值影响以及红外光谱、扫描电镜表征等对水浮莲干粉吸附活性艳红K-2BP、亚甲基蓝两种不同类型的离子型染料的机理进行探讨。结果表明:水浮莲干粉对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温方程,而Freundlich等温方程更适合活性艳红K-2BP的吸附。Lagergren准二级动力学方程能很好地描述两种染料的吸附动力学行为。pH值是影响染料吸附的重要因素,酸性环境利于阴离子型染料活性艳红K-2BP的吸附,而碱性环境则利于阳离子型染料亚甲基蓝。表征结果显示:吸附前后样品基本没发生变化,可能主要为物理吸附。

入侵植物水浮莲叶绿素提取工艺及其稳定性研究

以水浮莲为原料提取叶绿素,通过单因素实验确定料液比、浸提温度、浸提时间的最佳工艺条件,利用正交实验法优化工艺,并测定水浮莲叶绿素的稳定性。结果表明,在单因素的基础上,确定了最佳工艺为采用溶剂无水乙醇、料液比1∶5、浸提温度70℃、浸提时间7h。水浮莲叶绿素对紫外光、常见氧化剂(如H2O2)均具有较强的耐受性,在近中性或偏碱性介质环境中性质基本稳定。研究结果可为入侵植物水浮莲的综合利用提供有价值的参考。

水浮莲幼苗对铜胁迫的生理生化响应

为了给水浮莲在污染水体修复中的应用提供科学依据,采用水培法,探讨了不同铜浓度（0.31~40 mg/L）对水浮莲幼苗的生长、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量（SP）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的影响。结果表明：水浮莲幼苗在铜浓度〈8 mg/L时生长良好。0.31~4 mg/L铜处理能促进水浮莲幼苗叶绿素和叶片可溶性蛋白质的生物合成,POD活性和SOD活性在较低浓度铜（〈4 mg/L）诱导下升高。水浮莲是一种有潜力的可用于低浓度铜污染水体的修复植物。

酶碱法制备水浮莲膳食纤维的工艺研究

以水浮莲为原料,探讨了酶法与碱法相结合制备水浮莲膳食纤维的工艺,同时对膳食纤维的性能特性进行了实验。结果表明:酶碱法制备水浮莲膳食纤维的最佳工艺条件为:α-淀粉酶的浓度为0.6%,NaOH的浓度为3%,于60℃条件下提取90min。在此条件下提取率为76%,采用化学法制备提取率只有65%。而在水浮莲膳食纤维的持水力和膨胀性方面酶碱法优于化学法。

镉胁迫对水浮莲幼苗生理功能的影响

采用水培实验,研究镉胁迫对水浮莲(Pistia stratiotes L.)幼苗生理功能的影响,包括叶绿素含量、叶片和根系中可溶性蛋白质含量、POD和SOD酶活的变化情况。结果表明,镉胁迫明显抑制水浮莲幼苗叶绿素和蛋白质合成,且随着镉浓度增加和胁迫时间延长,其抑制作用增强;在抗氧化酶活性方面,根和地上部分对镉胁迫的反应存在显著差异,重金属镉对水浮莲幼苗根系的损伤较叶片强。根系POD酶活在重金属胁迫下显著下降,且根中酶活对高浓度镉胁迫比低浓度条件下反应敏感。叶片POD、SOD酶活能够被诱导而升高。综合分析水浮莲幼苗在镉胁迫下的生理特性,其适用于低浓度镉污染水体的生态修复。

水浮莲中一株西瓜枯萎病拮抗菌的分离、筛选及鉴定

从水浮莲(Pistia stratiotes L.)的叶中分离出1株对西瓜枯萎病有明显拮抗作用的内生细菌XJPL-YB-26,其发酵液上清在280nm处有最大紫外吸收峰。利用软件Primer6.0设计16SrDNA引物并对其基因组DNA进行扩增并测序得到XJPL-YB-26的部分16SrDNA序列,GenBank接收号为EU251191。经Blastn调出与菌株16SrDNA同源的序列,并用软件MEGA3.1按Neighbor-Joining方法构建16SrDNA系统发育树。菌株XJPL-YB-26与AB271744处于同一分支,相似性为99%,最终鉴定为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。

水浮莲膳食纤维对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(6+)吸附作用的研究

以酶碱法提取水浮莲中膳食纤维为原料,采用体外实验模拟人体胃和肠道的pH和温度环境,研究了水浮莲膳食纤维对三种重金属离子的吸附作用。实验结果表明:水浮莲膳食纤维在pH2.0和7.0时对三种重金属离子都有吸附,而且吸附在60min内完成。对于同一重金属离子,pH7.0时的最大吸附速率比pH2.0时的最大吸附速率大。在同一pH条件下,镉离子的最大吸附速率最大。

不同水分测定方法对水浮莲水分测定结果的影响

采用烘箱法和红外法两种不同的方法测定水浮莲中水分含量,通过设置不同温度、不同时间和不同称样量测定水浮莲的水分含量,分析三者对水浮莲水分含量测定的影响。结果表明:烘箱法测定水浮莲含水率的最佳条件是称样量1 g、温度100℃、时间6 h,含水率为(91.1±0.2)%;红外法测定的最佳条件是称样量为1 g、温度105℃、时间9 min,含水率为(87.3±0.3)%。温度、时间、称样量均是影响水浮莲含水率测定的因素,在实验过程中需对三者进行优化,并且烘箱法的精密度高于红外法,应用中需准确测定水分含量时可优先考虑烘箱法。