改性氮化碳/铜基MOF纳米复合材料修饰电极对草甘膦的电化学检测研究

使用铜基MOF材料(Cu-BTC)和含羰基杂环的介孔氮化碳(CN)合成的纳米复合材料修饰电极构建了电化学传感器,采用差分脉冲伏安法检测水环境中的草甘膦。该传感器的检测机理是通过Cu^(2+)与草甘膦发生络合反应,使得响应电流发生降低。所制备的材料通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射技术、X射线光电子能谱和傅立叶变换红外光谱等进行表征,确认了其形貌与结构。实验结果表明,该传感器具有高的灵敏度,检出限为0.1576 pg/L,线性范围为10^(-6)~10^(-12)g/L,对草甘膦具有良好的选择性。当评估该传感器以检测实际水样中的草甘膦时,回收率达到94%~107%,表现出很高的准确性和实用性。

南繁基地牛筋草对草甘膦的抗药性研究

牛筋草是一年生禾本科恶性杂草,在我国黄淮海流域及长江以南地区的农田危害严重。草甘膦是一种优良的非选择性除草剂,随着生物育种产业化的推进,草甘膦会逐步在玉米、大豆等作物田登记应用。育种基地抗草甘膦杂草的产生是其快速传播的潜在因素。为明确三亚一育种基地牛筋草种群对草甘膦的敏感性,本研究利用生物测定、分子生物学等方法检测了待测种群的抗性水平,并分析了可能的分子机制。结果发现,草甘膦对牛筋草种群的生长抑制中量为2053.0 g/hm^(2)(有效成分用量),抗性指数(RI)为5.0;靶标基因EPSPS的保守区域无突变,但相对表达量是敏感种群的47.4倍;抗性植株中EPSPS蛋白的浓度是敏感植株的17.1倍。以上结果表明,该牛筋草种群对草甘膦产生了中等水平抗性,靶标基因过量表达是其抗性机制之一。

牛筋草PFK蛋白多克隆抗体的制备及其在草甘膦抗性鉴定上的应用

抗草甘膦牛筋草中磷酸果糖激酶(PFK)与靶标酶5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)的含量存在线性关系,是牛筋草对草甘膦产生抗性的指示蛋白之一。为实现抗草甘膦牛筋草的快速鉴定,本研究克隆了牛筋草PFK全长基因,构建原核表达载体,并免疫大兔最终获得多克隆抗体,进一步对抗体的特异性和灵敏性进行了检测,并用该抗体对抗性牛筋草进行了检测鉴定。结果发现,PFK基因全长1656 bp,编码551个氨基酸,该基因的原核表达载体pGEX-4T-1-PFK经诱导后表达的蛋白大小为45 kD,蛋白纯化后浓度为3.5 mg/mL。制备的多克隆抗体能特异地识别牛筋草PFK蛋白,稀释512000倍后仍可检测到抗原,并能够准确鉴定PFK不同表达量的抗性牛筋草。结果表明:本研究制备的PFK多克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,可鉴定EPSPS过表达的抗草甘膦牛筋草,这为牛筋草对草甘膦抗药性的快速鉴定提供了实用工具。

掺杂磷烯二维纳米材料对草甘膦吸附机理的研究

草甘膦是世界上普遍使用的除草剂之一,被广泛使用在农田和非农田杂草的防治.由于草甘膦类除草剂的大范围应用,其对动植物的危害性逐渐受到人们的关注.磷烯二维纳米材料与草甘膦之间相互作用机理的研究对草甘膦的检测及去除具有重大的意义.本研究将采用基于密度泛函理论方法考察本征及Al,Ca,Ti及Fe金属原子掺杂的磷烯对草甘膦的吸附,通过吸附能,差分电荷密度,布居电荷分析本征及金属原子掺杂磷烯对草甘膦的吸附机制,从分子和原子水平上研究它们之间的详细机理.研究结果有望为掺杂磷烯材料在草甘膦吸附方面的应用提供有意义的理论参考.

喷施水杨酸对野生大豆草甘膦耐性的影响

为进一步提高前期筛选到的高耐草甘膦野生大豆材料的抗性,本研究以喷施清水为对照,先后对野生大豆材料进行外源喷施水杨酸(SA)和草甘膦处理,测定过氧化氢(H_(2)O_(2))、超氧阴离子(O_(2)^(-))、莽草酸含量、脂质过氧化水平(丙二醛含量)、叶绿素含量、抗氧化酶活性及5-稀醇式丙酮-莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因表达等指标。结果表明,与仅喷施草甘膦阳性对照相比,喷施0.5 mmol·L^(-1) SA的2个野生大豆材料H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)、莽草酸和丙二醛含量在草甘膦处理后整体显著降低,叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性整体显著升高,EPSPS基因表达整体显著上调。上述结果表明,外源喷施SA可提高野生大豆植株过氧化物清除酶活性,进一步提高植株对草甘膦的耐性水平。本研究为提高栽培大豆草甘膦耐性,降低草甘膦对大豆植株损伤提供了参考。

常规玉米对草甘膦、草铵膦的耐药性试验研究与分析

本文采用温室盆栽法,测定了草甘膦、草铵膦对10种常规玉米品种的耐药性,分析了草甘膦、草铵膦对常规玉米品种的风险,提出应禁止在非耐草甘膦、草铵膦玉米田及其田间道路、田埂等区域使用的建议,避免药害的发生。

草甘膦对入侵植物刺果瓜幼苗的作用机制

刺果瓜(Sicyos angulatus L.)是葫芦科刺果瓜属一年生大型藤本植物,其侵入后可覆盖缠绕附近的作物或树木,造成植被缺光或受压死亡。刺果瓜生长旺盛,根部容易被覆盖,人工拔除较为困难,因此需要使用除草剂进行防治。本实验选用成本低、防效高且对环境友好的化学除草剂草甘膦(Glyphosate),研究不同浓度草甘膦处理后刺果瓜幼苗生理生化变化,为有效治理刺果瓜提供依据。结果表明:(1)草甘膦对刺果瓜幼苗有防治作用,二倍浓度对刺果瓜幼苗防治效果最佳;(2)草甘膦能抑制刺果瓜幼苗的EPSPS活性;(3)草甘膦促进刺果瓜叶片活性氧含量升高,加速叶片衰老;(4)草甘膦抑制刺果瓜幼苗根系发育,降低根系活力;(5)草甘膦促进刺果瓜幼苗可溶性糖含量,提高刺果瓜对除草剂药害的抵抗能力;(6)草甘膦抑制刺果瓜幼苗叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,促进胞间CO2浓度,从而抑制植株光合作用。

液相色谱串联质谱法检测草铵膦、草甘膦及其代谢物在水和土壤中的残留

利用超高效液相色谱-串联质谱仪(UHPLC-MS/MS),结合固相萃取净化建立了在水和土壤中同时快速测定草甘膦、草铵膦及其6种代谢物的多残留分析方法。前处理采用Oasis MCX和Oasis MAX固相萃取柱提取,2%甲酸甲醇-水(体积比为1∶1)洗脱,旋干后0.1%氨水定容,UHPLC-MS/MS检测。方法的线性范围为0.02~0.5 mg/L;在水中添加水平为0.0001 mg/L和0.001 mg/L时,草甘膦、草铵膦及其代谢物的回收率为72.8%~94.2%,RSD为2.3%~16.1%;土壤中添加水平为0.001 mg/kg和0.01 mg/kg时,草甘膦、草铵膦及其代谢物的回收率为70.6%~88.5%,RSD为3.6%~12.8%。本方法准确、灵敏、全面,适用于草甘膦、草铵膦及其代谢物在水土环境中的残留检测及监测。

γ射线辐照合成草甘膦异丙胺盐缓释剂及其性能

为提高农药利用率,减少农药使用量,有效解决农药对环境造成的不良影响,本研究采用辐照处理一步法对淀粉改性制得一种载体材料,通过负载草甘膦异丙胺盐后得到草甘膦异丙胺盐缓释剂。利用扫描电镜、红外光谱对缓释剂的形貌特征及结构组成进行表征,并探究了不同载药体系的缓释性能、表面张力及除草活性。相比于未负载的和凹凸棒土负载的草甘膦异丙胺盐,在720min时缓释剂的释放速率分别减缓了44.00%和20.45%;凹凸棒土负载的草甘膦异丙胺盐释放达平衡时间为1440min,而缓释剂为1700min。通过动力学分析拟合,草甘膦异丙胺盐释放曲线的First-order模型的相关系数R2在0.9566~0.9972,拟合度较高。进一步对比除草活性发现,草甘膦异丙胺盐缓释剂对稗草具有更优异的防治效果。综上所述,通过辐照制备载体材料的方法简单高效、节能环保,在此基础上合成的草甘膦异丙胺盐缓释剂具有良好的缓释性能及除草活性,为开发农药缓释剂提供了一种新方法。

基于全基因组关联分析挖掘小麦耐草甘膦相关QTL

草甘膦是目前使用最广泛的广谱灭生性除草剂,培育耐草甘膦作物将有助于改善农田杂草化学防控效果、减少用药量和简化防控措施。为充分挖掘小麦耐草甘膦基因位点,利用来自黄淮麦区的484份种质资源进行草甘膦耐药性鉴定,根据小麦15K SNP芯片数据,采用全基因组关联分析的方法,挖掘与小麦草甘膦耐药性相关QTL。结果显示,不同年代培育的小麦品种草甘膦耐药性的变化趋势缓慢,草甘膦耐受性未显著提升;根据表型鉴定结果,筛选出黄淮麦区耐草甘膦小麦种质材料3份,即河农130、冀麦782和泰山23号;利用全基因组关联分析方法,检测到与小麦草甘膦耐药等级显著相关的QTL 7个,包含19个显著性SNPs,分布于小麦1A(0.00~30.48 Mb)、1B(6.57~30.57 Mb)、1D(0.00~22.98 Mb)、4A(656.09~680.09 Mb)、5A(508.19~532.19 Mb)、6A(54.56~85.09 Mb)和6D(12.02~36.02 Mb)染色体上;位于小麦1A和6A染色体上的2个QTL qGlyT-1A和qGlyT-6A是小麦耐草甘膦的主效位点,共包含16个可能与小麦耐草甘膦相关的基因。

基于铕离子-四环素-草甘膦荧光增强体系结合分子印迹固相萃取测定环境样品中草甘膦的残留量

提出了基于铕离子-四环素-草甘膦荧光增强体系结合分子印迹固相萃取测定环境样品中草甘膦残留量的方法。以正硅酸乙酯为溶胶-凝胶功能单体,在pH 1.0的硅溶胶-凝胶体系中制备了草甘膦分子印迹固相萃取膜,用于环境水和土壤样品的前处理。将前处理后的样品溶液与1.5×10^(-2)mol·L^(-1)EuCl_(3)溶液、3.0×10^(-3)mol·L^(-1)四环素溶液和100 mmol·L^(-1)硼酸盐缓冲溶液(pH 10.0)按照一定比例混合,静置反应3 min;以403 nm为激发波长,根据体系在615 nm发射波长处的荧光强度增加值ΔF计算草甘膦的含量。结果表明:在较强碱性条件下,草甘膦的加入使体系在615 nm处的荧光强度显著增强;草甘膦浓度的对数在5.0×10^(-8)~1.5×10^(-4)mol·L^(-1)内与体系ΔF值呈线性关系,检出限(3s/k)为1.0×10^(-8)mol·L^(-1);草铵膦、氨甲基膦酸、常见金属离子以及结构类似的氨基酸等不干扰铕离子-四环素-草甘膦体系的荧光强度,而Fe^(3+)、Hg^(2+)会产生干扰,因此样品前处理过程中加入三乙醇胺进行掩蔽。方法用于实际环境水和土壤样品分析,草甘膦测定值与电化学法测定值基本一致;按照标准加入法对其中一个水样进行回收试验,草甘膦回收率为101%。

草甘膦概况及微生物降解研究进展

草甘膦作为一种广泛使用的除草剂,因其高效和低成本的特点在农业生产中得到了广泛应用。然而,这种化学物质的使用也给环境带来了一系列的问题。本研究简述了草甘膦作用机理和毒性等概况,阐明草甘膦对水环境的危害主要在影响水质、水生生物和生态系统等方面,对土壤的危害主要体现在破坏土壤微生物生态、破坏土壤微生物群落的结构和功能、影响土壤酶活性。介绍了生物降解的草甘膦污染土壤修复方式的研究进展,草甘膦污染土壤的修复主要运用微生物降解手段。相比于吸附、光解等非生物降解,微生物降解更环保更高效且更具有前景。最后对草甘膦污染土壤修复的微生物降解方式进行了展望,以期为草甘膦微生物降解技术在草甘膦污染土壤中的应用和改进提供参考。

源于Halomonas sp.抗草甘膦EPSPS的克隆、鉴定及应用

为培育高抗草甘膦作物以应对草甘膦杂草进化,从海洋细菌中筛选到1株高抗草甘膦的盐单胞菌属菌株(Halomonassp.),通过基因组测序及生物信息学分析,确定该菌株的EPSPS基因,在Escherichiacoli(DE3)中对fHoEPSPS、mfHoEPSPS(G384A位点突变)和mHoEPSPS(mfHoEPSPS N端缺失PDT)进行重组表达和纯化,并运用自切割肽LP4/2A介导的基因聚合策略,将抗草铵膦的酶(Repat)置于mHoEPSPS的N端,构建了双抗草甘/铵膦酶(RLH),将其编码基因导入烟草后赋予草甘/铵膦复合抗性。结果显示,该菌株的EPSPS基因(fHoEPSPS)可编码一个N段融合了预苯酸脱水酶(PDT)的双功能酶。草甘膦抗性分析显示mfHoEPSPS的抗性比fHoEPSPS提高了19倍,将mHoEPSPS基因导入烟草后可赋予烟草3倍推荐剂量的草甘膦耐受性,转RLH基因的烟草能够耐受3~5倍推荐剂量的草甘/铵膦复合除草剂。结果表明,源于Halomonas sp.的抗草甘膦EPSPS是一种新型草甘膦耐受酶,通过G384A的位点突变可提高酶活;利用自切割肽介导的基因堆叠策略获得的转RLH基因烟草表现出较高草甘/铵膦复合抗性。

物化预处理-生化组合工艺处理草甘膦生产废水工程实例

对不同工艺废水采用物化方法分质预处理后,利用厌氧-缺氧-CAST组合工艺处理综合废水,设计处理量为470 m^(3)/d。运行实践表明:中和反应-混凝沉淀对总磷的去除率可以达到46%,整个工艺处理出水COD稳定低于500 mg/L,总磷稳定低于8 mg/L,出水水质达到接管要求。

Zn-Al-Zr LDH/氧化石墨烯对水中草甘膦的去除研究

采用氯化锌、六水合氯化铝、八水合氧氯化锆和氧化石墨烯为原料,氢氧化钠和一水合碳酸钠为碱溶液,通过共沉淀法合成Zn-Al-Zr LDH/GO纳米复合材料(LDH/GO)。XRD、SEM、BET和UV-Vis分光光度计,分别用于表征Zn-Al-Zr LDH/GO复合材料的物相组成、微观形貌、孔隙结构和吸附过程。结果表明:GO的掺入可以改善LDH的形貌结构,当温度在303 K,pH=7,投料量为0.5g/L,LDH/GO对草甘膦的吸附容量可达10.707 mg/g;其吸附过程符合准二级动力学和Freundlich等温吸附模型,LDH/GO对草甘膦的去除机理为静电吸引和表面络合;其草甘膦吸附性能优于当前商业磷吸附产品Phoslock。因此,Zn-Al-Zr LDH/GO可作为一种有前景的草甘膦去除剂。

可变剪切参与茶树对草甘膦胁迫的分子响应

【目的】在茶园生产中,喷施草甘膦等除草剂时会发生药液漂移,从而严重影响茶树生长并危害茶叶品质和产量,但茶树在草甘膦胁迫下基因转录水平的变化及响应机制还知之甚少。【方法】本研究以国家级茶树良种‘舒茶早’为试材,叶片喷施草甘膦(2.50 kg ai·hm-2)后在第1 d和第5 d进行转录组测序,并对差异基因的可变剪切(alternative splicing,AS)事件进行分析和验证。【结果】内含子保留的AS类型占比最多(16.51%),其次是3’端AS(13.58%)和5’端AS(8.43%),而外显子跳跃发生频率最低(6.75%),其余类型占比54.73%;两个时间点分别有1588条和1768条差异可变剪切基因(DAGs),其中788条为共有DAGs,DAGs主要富集在类黄酮生物合成、丙酮酸代谢等与草甘膦胁迫相关通路;进一步证实了CsSDH1、CsSDH2、CsPR、CsADH、CsHD-Zip和CsMYB等基因发生AS的真实性,并且qRT-PCR验证了CsSDH1、CsSDH2和CsMYB基因及其可变剪切体的表达水平与其转录组表达水平高度一致。【结论】本研究鉴定了大量的草甘膦胁迫条件下发生AS的差异基因,并证实了其AS事件的真实性,为进一步深入探究茶树对草甘膦胁迫响应的分子机制提供理论参考。

47份野生大豆草甘膦耐性的培养皿鉴定

为确定野生大豆耐草甘膦特性,采用培养皿鉴定法对采集于燕山山脉47份野生大豆材料的芽期耐草甘膦能力进行了鉴定。通过对野生大豆材料芽期发芽势、发芽率、胚轴长、胚根长等指标的测定,结合相关性分析、主成分分析和隶属函数综合评价等方法计算得出野生大豆草甘膦耐性的综合得分。结果表明,8个性状指标转化为2个主成分,累计贡献率达90.43%。将其耐性等级分为4级,其中,野生大豆材料2011编8的草甘膦耐性综合得分最高,2011编42的草甘膦耐性综合得分最低。培养皿鉴定法是一种快速、准确的野生大豆耐草甘膦性状评价方法,可用于野生大豆草甘膦耐性材料的筛选。

双甘膦合成草甘膦工艺及优化研究

目的:双甘膦合成草甘膦工艺及优化效果。方法:以双甘膦合成草甘膦为主要研究对象,在对草甘膦的工艺合成原理进行简单介绍之后,着重对双甘膦合成草甘膦工艺的优化进行了研究和分析,将溶剂类型、双氧水氧化温度、双氧水的质量以及硫酸亚铁加入量四项要素作为实验变量,对双甘膦合成草甘膦工艺优化实验进行研究。结果:应用地下水作为溶剂,在67~69℃的温度条件下,双甘膦和双氧水摩尔比为1:1.2,双甘膦和硫酸亚铁摩尔比为100:2.16~2.67,在此配比下作为草甘膦工艺优化的最佳条件。结论:经由本文实验得到的数据,可以证实对双甘膦合成草甘膦工艺进行优化的方法符合工艺生产的要求,也能够体现出良好的经济性,适合在企业生产中推广应用。

纳米Ag修饰TiO_(2)SERS基底的性能研究及草甘膦检测

SERS技术是一项可以检测到单个分子水平的高灵敏度快速检测技术,其核心是SERS基底表面具有SERS活性的分子对拉曼信号的增强。草甘膦是全球商业化和历史使用水平最高的除草剂,对人体健康存在慢性危害。本文在单晶硅片上构建Ag纳米花修饰TiO_(2)异质结构(Ag/TiO_(2))作为SERS基底,研究其性能和在草甘膦检测中的应用。结果表明,以R6G为探针分子,该基底在EM机制和CT机制双重增强下具有很好的灵敏度、再现性和稳定性,EF可达到3.96×10^(5),RSD约为2.09%。此外,利用该基底检测不同浓度的草甘膦,即使浓度低至0.1μg/L的下也能清晰地识别出草甘膦特征峰,为SERS技术在农药残留检测应用上提供了草甘膦判别依据,且检测浓度远低于国家规定的食品中最大农药残留限量,具有很好的应用前景和现实意义,为SERS技术在其他领域的应用提供了参考意义。

1例草甘膦中毒致心脏骤停患者行目标温度管理的护理

报告1例草甘膦中毒致心脏骤停患者行目标温度管理的护理。针对因草甘膦中毒导致心脏骤停的患者,医护团队及时纠正致病因素,并警惕再次心脏骤停的发生,第一时间识别并立即启动应急反应系统;团队高效协作进行高质量的心肺复苏,缩短患者恢复自主循环的时间;实施目标温度管理,促进神经功能恢复;及时处理消化道出血,做好目标温度管理期间的气道护理。经过有效的救治和护理,住院17 d后,患者神志转清,康复出院。