植物对土壤硒污染的响应及耐硒机制研究进展

硒作为重金属元素,同时也是有机体中不可缺少的生命元素。目前已经初步研究了植物对硒的吸收以及施加外源硒对农作物产量和品质的影响,但对过量施用硒肥造成土壤污染等的生态风险和应对措施研究较少。在硒污染土壤现状、形成原因及其生态风险分析的基础上,论述硒污染土壤种植作物的生长发育、光合作用、抗氧化系统等生理功能,相关基因表达的响应、作物的毒害阈值及影响因子和植物耐硒机制,分析现阶段土壤硒污染面临的主要问题,展望未来的研究方向,为预防及修复土壤硒污染提供理论基础。

耐硒菌株Cytobacillus firmus N4的筛选及其对α-葡萄糖苷酶抑制活性的影响

微生物制备纳米硒具有低毒、温和等优点,具有广阔的应用前景。从武汉施加硒肥的土壤中分离纯化得到一株能将亚硒酸钠还原成纳米硒的菌株,对其进行菌种鉴定,测定其耐硒能力和生长动力学曲线,利用扫描电镜对制备的纳米硒颗粒进行表征,并将转化得到的纳米硒及菌株次生代谢产物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性进行初步探究。结果表明,在分离纯化的16株菌株中,坚强芽孢杆菌N4(Cytobacillus firmus N4)对亚硒酸钠的最大耐受性为36 mg/mL,产生的纳米硒粒径为150~220 nm。纳米硒质量浓度为0.625 mg/mL时对α-葡萄糖苷酶的抑制率为(25.42±0.69)%;次生代谢产物质量浓度为2.500 mg/mL时,抑制率达到(73.83±4.63)%。Cytobacillus firmus N4具有高耐硒性质,可为纳米硒的生物转化提供基础,且其次生代谢产物有一定的α-葡萄糖苷酶抑制活性,值得进一步深入研究。

广西富硒区土壤耐硒菌株的分离及鉴定

【目的】从广西富硒区土壤中分离出多株耐硒菌株,为土壤硒资源开发利用提供参考。【方法】在广西主要富硒区永福、巴马、玉林寒山、桂平、藤县等地采集田间土样,利用稀释平板法并通过加硒培养对耐硒微生物进行分离、筛选。【结果】筛选得到8株耐硒能力较强的菌株,其在固体培养基中对硒的耐受浓度均在10 000μg/m L以上。8株耐硒菌株中,YLB1-33耐硒能力最强,其在含硒量为29000μg/m L的固体培养基中仍能微弱生长。经16S rDNA序列分析和系统发育分析,鉴定结果表明,YLB1-6为蜡质芽孢杆菌、BMB2-1和TXB1-8为短小芽孢杆菌、GPB2-5为苏云金芽孢杆菌、YLB1-26和YLB1-33为地衣芽孢杆菌、YLB1-2和YFB1-8为粘质沙雷氏菌。【结论】耐硒菌株的发现对广西土壤硒资源利用、富硒农产品开发具有潜在的应用价值。

外源硒和耐硒细菌对镉胁迫下水稻生长、生理和硒镉积累的影响

镉是我国农田土壤中毒性最强和最普遍的污染物之一。硒镉间的拮抗作用已被大量研究所证实,但硒的施用量和耐硒细菌对植物硒镉积累的影响尚不明确。本文通过盆栽试验,研究了添加外源硒和接种耐硒细菌Lysinibacillus macrolides DS15菌株对镉胁迫下水稻的生长、生理代谢以及硒镉含量的影响。研究表明,外源硒使水稻株高显著增加,促进了水稻对硒的积累,降低了超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性。与对照相比,低硒(0.5 mg·kg^-1Na2SeO3)和高硒处理(2.0 mg·kg^-1Na2SeO3)使水稻根际土壤有效镉含量分别下降了32.24%和9.43%,并减少了水稻地上部分对镉的积累和镉向地上部的运输。低硒处理对土壤中镉的钝化以及对镉胁迫的缓解作用均显著优于高硒处理。与对照相比,不接种L.macroides时高硒处理反而造成水稻镉含量显著增加。接种L.macroides使水稻生物量增加了1.79倍,降低了水稻的硒含量,使SOD和CAT活性升高,根际土壤有效镉含量下降了18.46%,降低了水稻对镉的积累和运输。外源硒和接种L.macroides的交互作用对水稻硒、镉积累和运输均有显著影响,低硒、接种处理可以降低水稻镉含量,而高硒、接种处理可减少镉向地上部分的运输。研究表明,适量的硒和接种DS15可以降低土壤中镉的有效性,减少水稻对镉的积累和运输。

广西主栽中高温平菇耐硒能力比较及生物富硒条件初步优化

【目的】筛选高耐硒平菇品种,初步优化高耐硒平菇菌丝液体富硒条件,为研发出高效安全的富硒功能食用菌产品提供科学依据。【方法】将不同比例Na2SeO3添加到培养基中,通过比较固体培养基上13株中高温平菇菌落直径大小、菌丝长势强弱并结合液体深层发酵试验,筛选出高耐硒平菇品种;通过单因子试验初步优化高耐硒平菇品种的Na2SeO3浓度、初始pH、接种量、装液量条件。【结果】供试的13株平菇菌株中以江都302对Na2SeO3的耐受系数最小,仅为0.40。单因素试验结果显示,江都302菌株在160r/min摇床转速、28℃培养7d条件下最适的Na2SeO3添加量为5～15mg/L、初始pH为5.0～7.0,接种量5%～15%、装液量80～120mL。【结论】不同平菇菌株对Na2SeO3的耐受力差异明显,以江都302号菌株的耐硒能力最强。培养基Na2SeO3浓度、初始pH、接种量、装液量对平菇菌丝生物富硒能力影响较大,在试验组合中,江都302菌株在Na2SeO3浓度10mg/L、初始pH6.0、接种量10%、装液量100mL/250mL时菌体含硒量最高。

动物双歧杆菌01耐硒性能及富硒条件的研究

对动物双歧杆菌01的耐硒性能和最适富硒条件进行初步研究。结果显示:当MRS培养基中硒(Ⅳ)含量为12μg/ml时,即为动物双歧杆菌01的最大耐硒量;动物双歧杆菌01富硒最适培养条件为:培养基硒(Ⅳ)浓度8μg/ml,接种量5%,培养6h时加硒,培养时间为48h;在最适培养条件下进行培养后,其菌体硒含量高达(898±74)μg/g,硒转化率为(28.1±2.4)%。

拟南芥耐硒突变体的筛选和鉴定

文章采用不同质量浓度的亚硒酸钠(Na2SeO3)对拟南芥突变体库中的2 121株拟南芥进行筛选,筛选出29株候选突变体,最终得到2株稳定突变体vse1和vse2,通过表型鉴定和生理生化鉴定确定是突变体。该研究为耐硒基因克隆及功能分析奠定了基础,对于揭示植物耐硒的分子机理具有重要的理论意义。

乳酸菌耐硒能力的研究

硒的摄入量超出菌种发酵范围会导致毒副作用,实验对4种常用发酵乳酸菌的耐硒能力进行了研究。结果表明:嗜热链球菌的耐硒能力较好。在硒浓度12μg/mL以下,培养18h,硒对菌种不但没有抑制作用还有助于其生长,表现出较好的耐硒水平;而硒浓度超过12μg/mL后,开始有毒副作用。

平菇和香菇的耐硒特性及平菇的液体培养

对平菇、香菇在含有不同硒浓度固体培养基中的耐硒特性，以及平菇在不同含硒浓度液体培养基中的培养特性进行了研究。结果表明：平菇耐硒能力较强；香菇耐硒能力较弱；平菇在液体培养基中的耐硒特性与固体培养基中的耐硒特性相似；

乳酸菌耐硒能力的研究

由于硒的摄入量超出菌种发酵耐受范围会导致毒副作用,所以实验对4种常用发酵乳酸菌的耐硒能力进行了研究。结果表明:嗜热链球菌的耐硒能力较好。在硒浓度12μg/ml以下,培养18h,硒对菌种不但没有抑制作用还有助于其生长,表现出较好的耐硒水平;而硒浓度超过12μg/ml后,开始有毒副作用。

富硒菌株C5的分离鉴定及其耐硒能力的实验研究

于安徽省池州市石台大山村富硒土壤中分离得到富硒菌株,对其进行分类鉴定和耐硒能力的研究及培养条件的优化.根据土壤梯度稀释法分离出几种纯菌株,选取优势菌株经形态观察和16SrRNA鉴定其分类地位.研究培养基硒浓度对该菌生长的影响,通过温度和时间优化培养条件.获得一富硒菌株C5,革兰染色阳性,经16SrRNA鉴定为假真菌样芽孢杆菌;该菌株在硒浓度15-30 g/ml培养基中生长良好,最佳浓度为25 g/ml;C5菌在28-35℃和培养24-96 h均能生长良好,优化后C5菌培养的最佳条件是温度32℃,培养时间72 h.C5菌耐硒能力较好,对温度和培养时间的要求不是非常苛刻,具有研究和应用价值.

植物硒同化的研究进展及其耐硒突变体的筛选

简要叙述了高等植物对硒元素吸收、同化的过程和特点。对近年来植物硒蛋白存在状态、硒相关突变体的筛选和应用硒代谢关键酶基因的转基因植物研究等方面的最新进展作了扼要综述。在此基础上对植物硒营养研究的发展提出了几点设想。

鲍鱼菇1号菌株耐硒特性研究

鲍鱼菇1号菌丝在不同培养基上对硒的耐受力不同,在PDA培养基上添加5ug/ml Na_2SeO_3·5H_2O,对其菌丝生长基本没有影响,而添加10ug/ml Na_2SeO_3·5H_2O,就可抑制其菌丝生长;在液体培养基中添加1ug/ml Na_2SeO_3·5H_2O,可以提高菌丝体产量,超过2 ug/ml即可抑制菌丝产量;而在棉籽壳固体培养基中添加200-600mg/kg Na2Se O3,菌丝生长速度与对照相似,但现蕾时间提前2-3天,Na_2SeO_3浓度超过1200mg/kg,则可显著抑制菌丝生长,延迟现蕾。

不同品种紫花苜蓿种子耐硒能力研究

研究不同品种苜蓿在硒溶液处理条件下的发芽特性,比较其耐硒性,为富硒紫花苜蓿的栽植利用提供依据。试验采用水培法,以WL343HQ、WL353LH、WL363HQ、WL903、劲能5010、拉迪诺、甘农5号等7种苜蓿种子为研究对象,设置5个亚硒酸钠梯度,分别为0、8.647、17.294、25.941、34.588 mg/L。试验使用人工培养箱,以滤纸作为发芽床,每个品种3次重复试验,单因素分析。根据发芽率、苗长、鲜质量、活力指数等指标来评判各个品种的耐硒能力以及分析随着硒浓度的增加各个指标的变化。结果表明,随着硒浓度的增加,发芽率、苗长、鲜质量、活力指数都呈现减小的趋势,各个浓度之间差异显著(P<0.05);通过综合比较7种紫花苜蓿品种的各个指标,耐硒能力表现为甘农5号>WL343HQ=WL903>劲能5010>WL363HQ>拉迪诺>WL353LH。

耐硒菌株 Lysinibacillus fusiformis D1的鉴定及清除自由基能力研究

硒污染土壤对生态环境和人体健康存在危害,国内利用微生物修复高硒土壤污染研究较少。从江汉平原土壤中以耐硒能力筛选出1株高耐硒菌株,对该菌株进行鉴定、生长动力学分析和纳米硒表征,并对其清除自由基活性进行评价。结果表明,该菌株为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌,对亚硒酸钠最高耐受性为35 mg/mL。纳米硒粒径为(306.20±1.64)nm。菌株次生代谢产物有一定DPPH自由基清除能力[(66.38±0.67)%]和较强ABTS阳离子自由基清除能力[(99.94±0.08)%],该菌株制备纳米硒有一定羟自由基清除能力[(59.81±5.09)%]。该菌株可为富硒土壤污染的生物修复提供参考,其次生代谢产物中清除自由基物质发掘有待深入研究。

硒盐胁迫对拟南芥耐硒突变体和野生型抗氧化酶类活性的影响

研究了硒盐胁迫对拟南芥耐硒突变体和野生型抗氧化酶类活性的影响,发现在高浓度硒胁迫下,植物体内的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性均升高,而且拟南芥耐硒突变体58(5)中这几种酶的活性均明显高于野生型拟南芥WT中的。说明突变体58(5)具有较强的耐硒特性。

不同红曲菌菌株耐硒能力和富硒能力的初步研究

为比较不同红曲菌菌株的耐硒能力和富硒能力,以5株红曲菌菌株为研究对象,通过接种于亚硒酸钠浓度为0、10、20、50、100、200μg/mL的PDA培养基中培养,测量其生长曲线和菌丝体中硒含量和总硒产量。结果显示:不同亚硒酸钠浓度对红曲菌菌株生长的影响与硒的富集均存在差异,其中耐硒能力最强的菌株为紫色红曲菌CICC 5046,其在亚硒酸钠浓度为50μg/mL的PDA培养基平板上培养15 d后菌落直径可达(53.8±1.5)mm;富硒能力最强的菌株为红色红曲菌M7,其在亚硒酸钠浓度为50μg/mL的PDA培养基平板(25 mL培养基)上培养15 d后总硒产量达到最高,为(124.43±2.01)μg;而当PDA培养基中亚硒酸钠浓度为200μg/mL时,红色红曲菌M7菌丝体中的硒含量达到最高,为(3120.59±193.63)μg/g。因此,不同红曲菌对亚硒酸钠的耐受能力和富集能力均不同,这种差异性可能与菌株的基因型或其抗氧化能力有关。

一株具有耐硒、镉和铬能力的巨大芽孢杆菌XY24的生物学特性研究

从湖北省武汉市长期施加硒肥的土壤中筛选到一株耐硒、镉和铬特性的菌株XY24,经形态学和分子生物学鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。亚硒酸钠、氯化镉和铬酸钾耐受实验表明,XY24对亚硒酸钠、氯化镉和铬酸钾具有较好的耐受性,亚硒酸钠的耐受浓度为200 mmol/L,氯化镉的耐受浓度为0.4 mmol/L,铬酸钾的耐受浓度为0.04 mmol/L。XY24抗氧化实验显示,其次级代谢产物在2.5 mg/mL浓度下ABTS自由基的清除率为(95.54±2.34)%,DPPH自由基清除率为(55.20±3.76)%。生长特性研究表明,XY24在温度为37℃、pH值为6、转速为180 r/min、接种量为1%时生长状态较好。产酶初筛显示,菌株XY24还具有产蛋白酶和淀粉酶的生物特性。文章从多方面对XY24环境生物修复潜力进行评价,为更好地利用微生物降低土壤中重金属和硒污染、清除环境持久性自由基及土壤改良等方面提供理论指导。

一株高耐硒雷氏普罗威登斯菌的分离鉴定

从湖北省恩施土家族苗族自治州富硒土壤中筛选出一株高耐硒菌株并进行菌种鉴定,检测了该菌株对亚硒酸钠的还原能力,表征了其经生物转化生成纳米硒的生物学特性,并对该菌株产吲哚乙酸(Indoleacetic acid,IAA)的能力进行了测定。16S rDNA序列分析和生理生化鉴定结果表明该高耐硒菌株KX-8为雷氏普罗威登斯菌(Providencia rettgeri);该菌株对亚硒酸钠有较强的耐受能力,最高可达到450 mmol/L;在72 h内,KX-8能把93.16%的亚硒酸钠还原为红色纳米硒。研究还发现KX-8具有较强的IAA分泌能力,分泌量为9.03 mg/L;该菌株也可利用非色氨酸途径产生IAA,在加入500 mg/L的L-色氨酸后IAA的分泌量可达到45.99 mg/L,同时添加不同浓度亚硒酸钠能显著促进KX-8对IAA的分泌。筛选出具有高耐硒能力和强IAA分泌能力的菌株,对于富硒微生物肥料研发、富硒土壤资源开发利用、硒污染土壤环境修复、富硒农产品生产、富硒微生物种质资源的改良具有重要意义。

宜春明月山富硒土壤中耐硒酵母菌株的筛选与鉴定

从宜春明月山毛竹林采集的富硒土壤中,筛选出耐硒酵母菌株并进行鉴定。采用PDA培养基、营养琼脂培养基、马丁氏培养基筛选出耐亚硒酸钠浓度较高的酵母菌株,根据菌株形态学特征和26S rDNA基因序列分析,对其进行分类鉴定。从土壤中分离得到7株耐硒菌株,其中2株具有典型酵母菌特征的菌株,经鉴定结果表明:菌株A1为Saitozymapodzolica,菌株P为Cyberlindnerasaturnus。得到2株耐硒酵母菌株,丰富了耐硒酵母资源。