黑麦草体内POD和PPO活性及可培养内生细菌种群对不同浓度菲污染的响应

以菲为多环芳烃(PAHs)的代表物,采用水培体系研究不同浓度菲污染对黑麦草体内可培养内生细菌数量和种群特性的影响,并探讨黑麦草体内和菲代谢密切相关的过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化。结果表明:菲污染对黑麦草茎叶部POD和PPO活性有轻微的促进作用,对根中POD活性的促进作用明显,但是对根中PPO活性则有轻微的抑制作用。此外,随着菲污染浓度提高,黑麦草体内可培养内生细菌数量呈逐渐下降趋势。经形态观察、生理生化特征分析以及16S rDNA基因序列同源性分析发现,从黑麦草体内分离纯化的23种内生细菌分属于6大类群13个属。对不同浓度菲污染条件下黑麦草体内可培养内生细菌优势种群的分析结果表明,黑麦草体内的优势种属是Kocuria属、Staphylococcus属、Rahnella属和Stenotrophomonas属,其中,Stenotrophomonas属和Staphylococcus属在高浓度菲污染条件下成为最优势种属。进一步验证各内生细菌对菲的耐受性和降解能力,结果表明各内生细菌皆可耐受高浓度菲污染,且大部分菌株能以菲为唯一碳源生长,对菲有降解能力。

芳香烃菲与基因碱基的非共价结合及驱动机制

疏水芳香烃类化合物能够导致基因遗传性的变化,理解这些化合物对基因污染的前提是必须首先阐明污染物-基因碱基间相互作用及驱动机制.使用等温吸附-光纤固相萃取和定量-构效关系的方法,研究了模型化合物菲与4种基因碱基间的弱相互作用,并揭示了分子驱动机制.结果表明,p H=7.0条件下,腺嘌呤与菲间引力较弱;而鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶对菲为分配吸附,引力较强.红外光谱和弱力等值面的分析表明,鸟嘌呤与腺嘌呤分子能够通过2组CN环(CN6环和5环)与菲的2个相互毗邻的苯核同时发生π-π引力作用;而胞嘧啶和胸腺嘧啶仅与菲弧角位置的碳原子通过电子"赠体-受体"发生静电引力作用.当环境体系变成酸性时,腺嘌呤对菲的吸附增强(分配,1/n=1),但胸腺嘧啶对菲的吸附变弱;碱性条件下,由于胞嘧啶和胸腺嘧啶存在羰基取代基,作为电子赠体的含氧嘧啶脱质子化,表面负电性增强,分子平面极化减弱,π电子更易于与菲弧角位的碳原子发生电子"赠体-受体"作用.能量计算的结果表明,对基因碱基作用位点的预测结果可信,属于自发的非共价成因的物理结合.该研究将为深入揭示芳香烃的基因污染提供理论基础,对于防治芳香烃污染、保障生态安全有重要意义.