QuEChERS提取法在农产品农药残留检测中的应用进展

食品中的农药残留检测长期以来一直是一项艰巨的挑战,其杂质干扰多,残留含量低,传统的提取方法常常因为无法将杂质分离而影响检测结果。由于食品中杂质种类众多,农药的种类繁多且理化性质各异,新型农药日益涌现,所以对样品的前处理提出了更高的要求。近年来,QuEChERS(Quick,Easy,Cheap,Effective,Rugged and Safe)作为一种新型的提取方法,由于具有快速、简单、廉价、有效、可靠、安全的特点,成为国内外广泛采用的样品前处理新技术,在多种农药、医药、兽药的气相或液相色谱分析中已经得到广泛应用。本文就国内外对QuEChERS法在各类食品以及其他动植物性农产品的农药残留检测中的应用和方法的改进进行了综述,并对QuEChERS法在今后农药残留检测的应用前景以及发展方向进行了展望。

玉米秸秆生物炭对Cd^(2+)的吸附特性及影响因素

以玉米秸秆生物炭为实验材料,研究了生物炭吸附重金属Cd2+的性能,分析了吸附温度、吸附时间、初始pH值以及生物炭粒径对吸附的影响,并对吸附前后生物炭样品进行傅里叶变换红外光谱分析(FITR)、X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)表征以分析吸附机理。结果表明:玉米秸秆生物炭对Cd2+的吸附可用Langmuir等温方程较好地拟合,在不同温度下其饱和吸附量分别为18.49 mg·g-1(288.15 K)、23.51 mg·g-1(298.15 K)、23.59 mg·g-1(308.15 K)和24.43 mg·g-1(318.15 K),吸附动力学过程可以由准二级动力学方程很好地拟合,约40 min即达平衡,pH值为5时吸附量最大,生物炭粒径对吸附无明显影响。结构表征表明,生物炭对Cd2+的吸附机理主要为表面羟基(-C-OH)和羰基(-C=O)与Cd2+发生络合化学反应作用。

转基因大豆对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律:在整个温育过程中,两种转基因大豆根际土壤微生物活性均高于相应亲本,当地品种中黄13根际土壤微生物活性介于转基因大豆和非转基因亲本大豆之间;两种转基因大豆根际土壤微生物群落物种均一度(J)和优势度指数(D)较对应亲本均无显著差异(P>0.05),转基因大豆PAT根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)与亲本相比差异不显著(P>0.05),而转基因大豆ALS根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)显著高于其亲本ALS1(P<0.05)。主成分分析结果表明,转基因大豆PAT、亲本PAT1、非转基因亲本大豆ALS1以及中黄13土壤微生物群落碳源利用类型相似,仅转基因大豆ALS土壤微生物碳源利用类型表现出差异。对不同碳源的分析结果表明,土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg^(-1)和50 mg·kg^(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P<0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg^(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg^(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。

复合性状转基因棉花对土壤线虫多样性的影响

为了评价复合性状转基因棉花种植对土壤线虫群落结构的影响,分析了大田条件下分别种植3种复合性状转基因棉花s GK321、转Cry1Ac+Cry2Ab基因棉(双Bt抗虫棉)和转Cry1Ac+Epsps基因棉(抗虫抗除草剂棉)及常规棉石远321的土壤线虫数量、营养类群组成和生态指数。结果表明,与石远321相比,种植3种复合性状转基因棉的土壤线虫数量无显著差异。土壤中共鉴定出20科、36属土壤线虫,包括10属植物寄生线虫、10属食细菌线虫、5属食真菌线虫和11属杂食/捕食性线虫。其中食细菌线虫为优势营养类群,真头叶属(Eucephalobus)、螺旋属(Helicotylenchus)、板唇属(Chiloplacus)、绕线属(Plectus)和原杆属(Protorhabditis)为优势属。3种复合性状转基因棉和石远321种植下土壤线虫群落Shannon多样性指数(H)、优势度指数(λ)、丰富度指数(SR)和成熟度指数(MI、PPI)均无显著差异,只有双Bt抗虫棉土壤线虫群落Pielou均匀度指数有显著差异。说明大田种植3种复合性状转基因棉对土壤线虫群落结构和种类组成的影响不显著。

耐草甘膦转基因大豆对土壤线虫多样性的影响

为了评价耐草甘膦转基因大豆对土壤线虫的影响,在网室盆栽试验条件下,研究了成熟期耐草甘膦转基因大豆M88根际土壤线虫丰度、营养类群组成和生态学指数以及土壤环境因子和线虫群落之间的相关性。结果表明:试验共分离鉴定出23个土壤线虫属,8个功能群,其中非转基因大豆中黄13(Z13)种植条件下分离鉴定出土壤线虫23属,耐草甘膦转基因大豆M88种植条件下分离鉴定出土壤线虫21属;耐草甘膦转基因大豆M88的土壤线虫平均丰度为(1 143.42±135.04)·100 g-1干土,显著高于(P<0.05)非转基因大豆中黄13([756.83±141.33)·100 g-1干土];耐草甘膦转基因大豆M88显著升高了杂食捕食性线虫拟桑尼属(Thorneella)的相对丰度(P<0.01)。虽然非转基因大豆中黄13种植条件下的自由生活线虫成熟度指数MI和结构指数SI显著低于耐草甘膦转基因大豆M88(P<0.05),但是两种大豆种植条件下土壤线虫的Shannon-Wiener多样性指数H′、属丰富度指数GR和营养多样性指数TD均无显著差异,说明耐草甘膦大豆M88对线虫群落结构多样性影响不显著。冗余分析RDA排序图显示:线虫功能组Om4和土壤有机质OM呈显著的正相关,而与硝态氮NN呈显著的负相关。

不同耐草甘膦转基因大豆对根际土壤固氮细菌多样性的影响

采用盆栽试验结合DGGE-cloning测序技术比较分析了耐草甘膦转基因大豆M88、GTS40-3-2、ZB及常规非转基因大豆中黄13在成熟期对根际土壤固氮细菌多样性的影响。结果表明,耐草甘膦转基因大豆M88、GTS40-3-2和非转基因大豆中黄13根际土壤固氮细菌多样性指数和均匀度指数无显著差异;抗虫耐草甘膦转基因大豆ZB根际土壤固氮细菌多样性指数显著高于非转基因大豆中黄13,均匀度指数无显著差异。克隆测序结果表明,4种大豆根际土壤固氮细菌主要隶属于α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、蓝藻纲和一些未知细菌类。相对于不同大豆品种对固氮细菌多样性的影响,耐草甘膦CP4 epsps基因的导入并没有对根际土壤固氮细菌多样性产生显著影响。

耐除草剂转基因大豆对根际土壤固氮微生物nifH基因多样性的影响

通过大田试验,以两种耐除草剂转基因大豆(PAT、ALS)及相应非转基因亲本大豆(PAT1、ALS1)和当地主栽大豆中黄13(CK)为材料,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术及扩增产物序列分析方法,探讨耐除草剂转基因大豆种植对根际土壤固氮微生物nifH基因多样性的影响。结果表明,PAT、ALS与相应亲本大豆PAT1、ALS1相比,根际土壤固氮微生物群落组成相似度均在60%左右。PAT、ALS根际土壤固氮微生物nifH基因多样性指数(H)和均匀度指数(EH)与相应亲本大豆相比差异均不显著(p>0.05)。测序结果表明,PAT、ALS与相应亲本大豆根际土壤中固氮微生物主要隶属于蓝藻门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。不同处理下nifH基因与理化因子的典范对应分析结果表明,速效磷(AP)、硝态氮(NO3--N)对固氮微生物区系的影响达到显著水平(p<0.05)。以上结论表明,与PAT1、ALS1相比,两种耐除草剂转基因大豆对根际土壤固氮微生物nifH基因多样性的影响不显著。

植物毒性评价终点的生物配体模型比较研究

生物配体模型(BLM)是一个理论的、潜在的机理方法,用来评估金属离子在水体及土壤体系的生物有效性。BLM概念中,毒性与生物配体位点被占据的比例有直接关系,而被占据的比例又受溶液组成成分的影响。该研究综述了当前水培体系以及土壤溶液体系中不同植物品种的BLM概况,通过对其特征性常数及毒性阈值的比较发现,重金属离子的毒性与条件结合常数(logK)呈显著正相关,即金属毒性越强,logK值越大。不同重金属元素对植物的毒性强弱总体符合以下规律,即Cu、Ag、Cd、Cr(Ⅲ)>Co>Ni>Zn。不同植物测试终点对重金属毒性的敏感程度大致为:莴苣根长>西红柿茎叶≥大麦根长、小麦根长>葡萄根长>豌豆根长。水培体系中影响金属毒性的主要竞争离子为H、Mg、Ca、K,且竞争能力呈依次递减的顺序。除自由金属离子形态之外,其他碱性复合形态离子如MCO_3^(x+)、MOH^(x+)、MHCO_3^(x+)同样具有生物有效性/毒性,然而毒性贡献的归属是根据金属元素的不同与体系pH的不同而变化。真实的土壤溶液相对于水培体系的BLM更加复杂,导致陆地系统的生物配体模型(t-BLM)研究存在很多不确定性。总之,BLM的研究和发展为重金属元素在水体及土壤体系的风险评价提供了切实可依的重要手段。

镉胁迫对植物生长及生理生态效应的研究进展

镉(Cd)污染对植物的生长发育可产生较大影响,低浓度的Cd胁迫可在一定程度上促进植物的生长,但高浓度的Cd胁迫对植物生长有抑制效应;在超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等保护性酶的调节下,可以在一定程度上缓解Cd胁迫对植物膜脂的过氧化伤害作用。本文在总结国内外相关研究的基础上,就Cd胁迫对植物的生长发育及生理生态效应进行了简要综述,并指出了存在的问题与发展前景。

不同番茄品系吸收和积累镉能力的差异

[目的]研究不同番茄品系吸收和积累Cd能力的差异。[方法]采用水培和盆栽试验,研究不同Cd浓度胁迫下2种番茄品系不同组织器官(根、茎、叶)和果实Cd吸收量来筛选Cd低积累番茄品种。[结果]番茄是Cd敏感型的植物,外界Cd浓度的变化可引起体内Cd含量的变化,且呈正相关。不同Cd浓度胁迫条件下番茄各器官的Cd含量从大到小顺序为根、茎、叶、果实。[结论]低积累品种FB6中的Cd含量和变化幅度都低于高积累品种ZF6,可进一步用于番茄的无害化栽培。

环介导等温扩增技术在转基因成分检测中的应用

随着全球转基因作物商业化种植面积持续增长,转基因成分检测作为转基因作物安全管理的重要技术支撑受到越来越多的关注,世界各国与地区不断致力于转基因成分检测技术的开发。环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术由于简单快速等特点,近年来在转基因检测领域备受青睐。本文对LAMP技术在转基因成分检测中的最新研究与应用及其发展前景加以综述。

5种转基因油菜转化体特异性多重PCR检测方法

【目的】全球转基因植物及其产品的数量和种类越来越多,迫切需要可同时精准高效检测多个转化载体的检测方法。【方法】针对RF1、MS8、Topas19/2、Oxy235和RF3等5个转基因油菜品系的侧翼序列及油菜内源基因cruciferin A(Cru A)序列设计多重聚合酶链式反应特异性引物,通过对转基因油菜、转基因大豆、转基因玉米、转基因水稻、转基因棉花等不同作物进行PCR扩增来测试所选择的引物特异性,优化多重PCR反应引物的浓度,用所建立的检测体系对不同混合比例的转基因油菜进行多重PCR扩增来测试所建立的检测方法的灵敏度。【结果】通过测试,仅在含有目标样品中检测出阳性结果,灵敏度达0.05%,表明所建立的6重PCR检测方法可同时精准检测RF1、MS8、Topas19/2、Oxy235和RF3等5种转基因油菜转化载体。【结论】所建立的6重转基因油菜转化体特异性PCR检测方法通量高、特异性好、灵敏度高,符合有关转基因产品检测的要求,可作为转基因油菜检测的有效方法。

内蒙古贝加尔针茅草原氮素去向的示踪研究

采用^15N同位素示踪技术，开展了贝加尔针茅草原氮素去向的研究。结果表明：贝加尔针茅草原植物对标记氮素的回收率为28．36％～37．03％，施氮肥显著影响植物对^15N的回收，随着施氮量的增加，植物地上和地下器官对^15N的回收量均显著提高。凋落物的^15N回收率为2．06％-3．28％。标记氮素的土壤存留率为35．86％～44．32％，大致分布在地表0-40cm的土层范围内；各土层存留的^15N量均随着施氮量的增加而显著升高。标记氮素的当季损失率为19．68％～32．99％。风险／收益比分析表明，在该试验条件下，添加10gN·m^-2的处理风险最低、收益最高，可为草原生态系统的氮素管理提供参考。

不同外源镉对水稻生长和富集镉的影响研究

为了探究不同来源镉对水稻富集镉的影响,通过盆栽种植水稻实验,以外源添加镉方式分别模拟土壤镉污染源、灌溉水镉污染源和大气降水镉污染源,对水稻的生长及其镉的含量和分布特征进行分析。结果表明:与对照相比,三种不同污染源中镉的含量对水稻株高以及稻谷的重量无显著影响(P>0.05)。水稻植株各部位的镉含量随着污染源中镉浓度的升高而显著增加(P<0.05),其中土壤污染和灌溉水污染处理下水稻植株中镉含量分布为根>茎>叶>谷壳>糙米,叶面污染为叶>根>茎>谷壳>糙米。无论是在同一污染源不同镉浓度还是不同单一污染源下,糙米中镉的含量与叶面中镉的含量呈显著线性关系(P<0.05)。三种污染源对糙米富集镉的贡献顺序为叶面污染源>灌溉水污染源>土壤污染源。

海泡石负载型纳米铁的制备及其对六氯丁二烯的降解特性

以改性处理后的海泡石作为载体,采用化学还原法制备海泡石负载型纳米铁催化剂,利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析等手段对催化剂的表面形态、物相结构等特征进行了表征.并以六氯丁二烯为处理对象,研究了海泡石负载型纳米铁催化剂对水溶液中六氯丁二烯的降解特性.考察了负载型纳米铁投加量、六氯丁二烯初始浓度及反应体系的初始pH值对降解效果的影响.结果表明,在海泡石负载型纳米铁投加量为1.0 g·L-1,六氯丁二烯的浓度为0.1 mg·L-1的范围内,在反应时间为10 min时,六氯丁二烯的去除率达到70%以上,反应时间为240 min时,去除率均可达到95%左右.

不同阻控剂阻控重度Cd污染区水稻富集Cd的效果

在湖南省衡阳县某重度Cd污染的农田上种植早稻品种株两优819,开展石灰、基施硅肥、叶面锌肥、叶面硅肥和自配阻控剂等5种材料降低水稻镉含量的效果研究。结果表明,5种阻控剂对株高的影响不显著(p>0.05),但对产量的影响均达显著水平(p<0.05);与对照相比,5种阻控剂均能降低糙米中Cd的含量,其中叶面锌肥的降Cd效果最明显,降Cd效率为46.43%,其次为自配阻控剂和基施硅肥,降Cd效率分别为39.29%和39.28%,均达到国家粮食安全标准值。

溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的残留及消解行为研究

研究了溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中残留的仪器检测方法,并在天津、山东和江苏连续开展了2 a溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中残留状况和消解动态规律研究的田间试验。结果表明,在溴氰菊酯和吡虫啉的添加质量比分别为0.025~0.5 mg/kg和0.025~1 mg/kg的水平下,甘蓝中溴氰菊酯的平均添加回收率为92.19%~102.48%,变异系数为2.98%~9.46%;吡虫啉平均添加回收率为94.58%~100.30%,变异系数为0.85%~4.10%。甘蓝中溴氰菊酯和吡虫啉的最小检出量分别为0.1 ng和0.5 ng,甘蓝中溴氰菊酯和吡虫啉的最低检出质量比均为0.025 mg/kg。田间试验表明,在甘蓝莲座期施用20%溴氰菊酯.吡虫啉悬浮剂1次,溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的消解动态符合一级动力学反应模型,溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的残留消解半衰期分别为4.4~8.8 d和5.9~8.6 d。按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量在甘蓝中施用20%溴氰菊酯.吡虫啉悬浮剂3~4次,2次施药间隔7 d,距最后一次施药10 d时,溴氰菊酯在甘蓝中的最高残留量低于GB2763—2005《食品中农药最大残留限量》规定的溴氰菊酯在甘蓝中的最大残留限量（0.5 mg/kg）,以及NY 1500.5.6—2007《农产品中农药最大残留限量》规定的吡虫啉在甘蓝中的最大残留限量（1 mg/kg）。

苹果和土壤中丙森锌的消解动态及残留规律

研究了苹果和土壤中丙森锌残留的气相色谱分析方法,及其代谢物乙撑硫脲的高效液相色谱分析方法,并在天津、山东烟台和陕西咸阳进行了苹果和土壤中丙森锌及其代谢物乙撑硫脲残留消解动态和残留规律田间试验研究.结果表明,在0.05—2 mg.kg-1的加标水平下,苹果和土壤中丙森锌的加标回收率分别为77.12%—92.85%和9.24%—94.68%,变异系数分别为3.30%—6.56%和3.29%—5.29%;在0.05—1 mg.kg-1的加标水平下,苹果和土壤中乙撑硫脲的加标回收率分别为80.91%—97.47%和84.11%—99.97%,变异系数分别为3.23%—3.82%和2.80%—3.40%.苹果和土壤中丙森锌和乙撑硫脲的最小检出量分别为5.0×10-10g和1.0×10-10g,其中苹果和土壤中丙森锌的最低检出浓度为0.025 mg.kg-1,乙撑硫脲的最低检出浓度为0.005 mg.kg-1.按1.5倍推荐剂量600倍稀释液在苹果上施用65%戊唑醇.丙森锌可湿性粉剂1次,丙森锌在苹果和土壤中的残留消解半衰期分别为6.0—6.8 d和8.7—10.1 d.按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在苹果上各施用65%戊唑醇.丙森锌可湿性粉剂3—4次,2次施药间隔为10 d,距最后一次施药21 d时,丙森锌在苹果中的最高残留量低于我国农业行业标准规定的最大残留限量2 mg.kg-1.

啶虫脒和仲丁威在水稻、土壤及田水中的残留消解动态

在天津、浙江和山东三地开展了两年田间试验研究,建立了一种同时测定水稻、土壤及田水中啶虫脒和仲丁威残留量的分析方法.结果表明,在0.005—0.5 mg.kg-1添加水平范围内,啶虫脒在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为74.21%—106.5%,变异系数为5.6%—14.2%;仲丁威在水稻、土壤和田水中的添加平均回收率为81.12%—108.6%,变异系数为2.31%—10.9%.啶虫脒和仲丁威的最小检出量分别为3.8×10-11g和2.3×10-11g;在稻米、稻壳、植株和土壤中的最低检出浓度为0.01 mg.kg-1,在田水中的最低检出浓度为0.005 mg.kg-1.田间试验结果表明,啶虫脒和仲丁威在水稻植株、土壤和田水中的残留消解动态规律均符合一级动力学反应模型,啶虫脒在水稻植株、土壤和田水中的残留消解半衰期分别为7.0—20.4 d、2.8—7.62d和6.7—15.0 d;仲丁威在水稻植株、土壤和田水中的残留消解半衰期分别为5.7—10.0 d、10.8—15.2 d和2.6—9.5 d.以推荐施药剂量60 g/亩和1.5倍推荐施药剂量90 g/亩,在水稻灌浆期开始第1次施药,最多施药3次,距最后一次施药21 d时,啶虫脒和仲丁威在稻米中的最高残留量分别为0.42 mg.kg-1和0.054 mg.kg-1,低于我国农业行业标准规定的小麦中啶虫脒最大残留限量0.5 mg.kg-1和我国国家标准规定的糙米中仲丁威最大残留限量0.5 mg.kg-1.