西北地区金属尾矿地根瘤菌的重金属抗性及其系统发育研究

对分离自陕西、甘肃金属尾矿废弃地寄主为刺槐、鸡眼草、草木樨等23种豆科植物的188株根瘤菌进行了7种重金属的抗性分析、最大抗性水平（MRL）的确定和抗性菌株的系统发育研究。结果表明,菌株之间对重金属的耐受性存在较大差异,大部分菌株表现出对Hg^2＋、Cd^2＋、Cr^6＋（〈0.5 mmol·L^-1）敏感,而对Pb^2＋（〈2.5 mmol·L^-1）不敏感。在液体培养基中,CCNWSX0403和CCNWSX0360可耐受4.0 mmol·L^-1 Zn^2＋,分别可耐受2.4 mmol·L^-1 和2.8 mmol·L^-1 Cu^2＋,CCNWGS0139可耐受0.4 mmol·L^-1 Hg^2＋,CCNWSX0003可耐受2.4 mmol·L^-1 Ni^2＋,CCNWGS0284和CCNWGS0142可耐受4.8 mmol·L^-1 Pb^2＋。9株抗性菌株的16S rDNA全序列分析表明：CCNWGS0122和CCNWSX0003分别属于中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）和中华根瘤菌属（Sinorhizobium）;4株对Pb^2＋、Hg^2＋耐受性较强的菌株CCNWSX0386、CCNWGS0139、CCNWGS0284和CCNWGS0142均属于土壤杆菌属（Agrobacterium）;而属于慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）的3株菌CCNWGS0309、CCNWSX0403和CCNWSX0360对Cu^2＋、Zn^2＋耐受性较好。总体上Agrobacterium对Hg^2＋和Pb^2＋的耐受性较好,Bradyrhizobium比Rhizobium、Sinorhizobium、Mesorhizo     

西北部分地区鸡眼草根瘤菌的多样性及系统发育分析

对分离自西北部分地区鸡眼草(Kummerowia striata)的53株根瘤菌,进行唯一碳源和氮源利用、抗生素、染料和苯酚抗性、耐盐性等98项生理生化性状测定,并结合16S rDNA PCR-RFLP分析,对供试菌株进行了遗传多样性研究.结果表明,不同地理来源,甚至来源于同一地区的不同菌株在碳、氮源利用、耐盐性、对苯酚抗性程度等方面存在着一定差异,12.5%的菌株能耐受300 μg/mL氯霉素,58.9%的菌株能耐受2%NaCI,38%的菌株能耐受700 mg/L苯酚.通过16S rDNA PCR-RFLP分析,53株供试菌株分别属于慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、根瘤菌属(Rhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)和土壤杆菌属(Agrobacterium),说明分离自鸡眼草的根瘤菌在种及属的水平上具有非常丰富的遗传多样性.     

铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响

探讨铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响,揭示苜蓿中华根瘤菌对铜的生理抗性机制。以铜抗性菌株Sinorhizobium meliloti CCNWSX0020和铜敏感性S.meliloti CCNWSX0018为材料,测定其对铜的最小抑制浓度（MIC）和最大耐受浓度（MTC）及不同铜浓度对其抗氧化保护酶活性的变化。结果表明：（1）在YMA固体培养基上,S.meliloti CCNWSX0020和S.melilotiCCNWSX0018的MIC分别为0.5mmol·L^-1和0.2mmol·L^-1Cu^2＋,MTC分别为1.8mmol·L^-1和0.8mmol·L^-1Cu^2＋。（2）Cu^2＋浓度≤0.4mmol·L^-1时,S.meliloti CCNWSX0020菌体内的SOD、CAT和GPX活性变化不显著;S.meliloti CCNWSX0018菌体内的SOD、CAT和GPX活性显著升高;Cu^2＋浓度为0.6mmol·L^-1和0.8mmol·L^-1时,前者SOD、CAT和GPX活性显著升高,后者保护酶活性开始降低。随着Cu^2＋浓度升高,S.meliloti CCNWSX0020的GR活性增强,与对照相比,Cu^2＋浓度为0.8mmol·L^-1时GR活性提高了110.51%;而S.meliloti CCNWSX0018的GR活性则反之。（3）在Cu^2＋浓度≤0.8mmol·L^-1胁迫下,抗性菌株S.meliloti CCNWSX0020可通过提高SOD、CAT、GPX、GR的活性以降低Cu^2＋的毒害效应,为丰富根瘤菌抗铜机制提供了理论基础。     

蛋白核小球藻对铅、镉和汞吸附速率及其影响因素的研究

通过吸附时间、藻细胞密度和重金属浓度等参数条件的变化,研究蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）对海水中Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋的吸附。结果表明,蛋白核小球藻对Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋的吸附率分别在2～4d内快速升高后趋于平衡,而吸附量在第1d达到最大值后逐渐变小。藻细胞密度为1×106cell·mL-1时,吸附量最大,当藻细胞密度达到4×106cell·mL-1时,吸附率增幅减小并趋于平衡。随着Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋浓度升高,吸附率呈逐渐变小趋势,吸附量却增加。蛋白核小球藻吸附Pb2＋符合Freundlich等温线方程,而吸附Cd2＋和Hg2＋符合Dubimim-Radushkevich等温线方程。蛋白核小球藻对Pb2＋、Cd2＋和Hg2＋的最大吸附量分别为4.84、37.7mg·L-1和5.61μg·L-1,吸附能力顺序为Cd2＋〉Pb2＋〉Hg2＋。     

蜡状芽孢杆菌抗重金属性能及对镉的累积

所研究的蜡状芽孢杆菌RC可以在镉浓度为200mg·L-1的固体培养基平板上生长良好,表明菌株具有强抗镉的能力。该菌株在液体培养基中Cd2＋、Cr3＋、Pb2＋浓度均为75mg·L-1和Mn2＋浓度为100mg·L-1培养时,菌株生长正常。在重金属Cr3＋、Pb2＋、Mn2＋存在时,采用红外光谱与原子吸收光谱分析菌株对Cd2＋的积累,结果表明,培养基中其他重金属离子的加入,会影响菌株对Cd2＋的积累率;当Cr3＋存在时,Cr3＋可以增加细胞壁上有效官能团活性,明显提高RC菌体对Cd2＋的积累率,而其他重金属组合对Cd2＋吸附积累能力影响不大;RC细胞壁上活性基团-OH、-NH-、-COOH、-PO34-和-M-O（O-M-O）活跃参与Cr3＋、Pb2＋、Mn2＋和Cd2＋多种重金属离子的络合作用。通过高温和十二烷基硫酸钠处理菌株进行质粒消除试验,未发现该菌株的抗镉性质与抗性质粒的存在相关。     

重金属汞、镉和铬对明亮发光杆菌的生物毒性

以明亮发光杆菌（Photobacterium phosphoreum）T3变种作为毒性测试物种,测定了重金属Hg2＋、Cd2＋和Cr6＋的单一毒性;采用二次二因子回归通用旋转组合实验设计,研究了Hg2＋＋Cd2＋、Hg2＋＋Cr6＋和Cd2＋＋Cr6＋3种二元重金属混合物的联合毒性作用和主因子作用,建立了3个相应的数学模型。结果表明,与单一重金属Hg2＋、Cd2＋与Cr6＋相比,它们的二元混合物对明亮发光杆菌生物毒性的效应和强度完全不同;单一重金属Hg2＋、Cd2＋与Cr6＋对明亮发光杆菌的毒性有显著的正效应,毒性从大至小依次为Hg2＋、Cd2＋、Cr6＋,对明亮发光杆菌的EC50分别为0.044、6.05mg·L-1和30.65mg·L-1;3种二元重金属混合物对发光细菌的联合毒性作用也不同,总体上,Hg2＋与Cd2＋、Cd2＋与Cr6＋为加和作用,而Hg2＋与Cr6＋以拮抗作用为主。     

几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生（Arachis hypogaea）、大豆（Glycine max）、向日葵（Helianthus annuus）、蓖麻（Ricinus communis）4种油料作物,采用不同浓度的Cr3＋、Pb2＋水培处理,研究了4种油料作物对Cr3＋、Pb2＋的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3＋处理下大豆地上部Cr含量最高（5322mg.kg-1）,400mg.L-1 Pb2＋处理下向日葵地上部Pb含量最高（1439mg.kg-1）。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3＋、200mg.L-1 Pb2＋处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3＋、Pb2＋具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3＋、Pb2＋污染环境中植物修复的油料作物。     

云南会泽废弃铅锌矿区和非矿区中华山蓼根际真菌镉耐性研究

采用常规、含Cd2＋和含Pb2＋的马丁氏培养基,对云南省会泽县废弃铅锌矿区和非矿区中华山蓼（Oxyria sinensis Hemsle）根际真菌进行分离,将分离的菌株接种到含不同浓度（0、0.05、0.5和5mmol·L-1）Cd2＋的马铃薯葡萄糖培养液中,研究和比较了废弃铅锌矿区和非矿区中华山蓼根际真菌的镉耐性。结果表明,Cd2＋显著抑制铅锌矿区和非矿区中华山蓼根际真菌的生长;Cd2＋对常规、含Cd2＋和含Pb2＋的马丁氏培养基分离的铅锌矿区中华山蓼根际真菌的EC50平均值和最大值均明显大于非矿区,表明铅锌矿区中华山蓼根际真菌对Cd2＋的耐性强于非矿区,采用含Cd2＋培养基,从铅锌矿区中华山蓼根际分离出的真菌Cd2＋耐性最强。     

不同种类重金属胁迫对两种小麦产量及构成因素的影响

以当前农业研究的热点领域——重金属污染为切入点,研究了大田Cd、Pb、As、Hg、Cr5种重金属胁迫对小麦（郑麦9023、小偃22）籽粒产量及构成因素的影响。结果表明重金属胁迫下,cd、Pb、As、№、cr重金属对产量三要素中单位面积群体穗数的影响最大,其次为穗粒数,对千粒重的影响最小;单位面积群体穗数对重金属Cr、Pb最为敏感,在旱田偏碱性的土壤上,Cr、Pb胁迫对小麦单位面积的群体穗数影响的临界含量分别约为187．5mg·kg^-1和175mg·kg^-1。对两个小麦品种的籽粒产量影响不同,郑麦9023籽粒产量依次为Cr2〈Crl〈CK〈Cd2〈Hgl〈As2〈Asl〈Hg2〈Pbl〈Cdl〈Pb2;小偃22籽粒产量依次为Cr2〈Crl〈CK〈Hgl〈As2〈Hg2〈Cdl〈Cd2〈Pb2〈Asl〈Pb1。重金属Cr对小麦的产量表现为抑制效应,Cd、Hg、Pb、As对小麦产量的影响表现为增产效应;不同种类重金属胁迫对小麦产量影响作用依次为Hg〈Cd〈As〈Pb〈Cr。     

河北板蓝根产地土壤-植物中镉铅汞砷含量特征及其污染评价

采用野外调查和室内分析相结合的方法,研究了河北省安国市和蔚县板蓝根产地土壤-植物中Cd、Pb、Hg、As含量特征及其在菘蓝中的累积特性,并对板蓝根产地土壤和草药中Cd、Pb、Hg、As污染状况进行了评价,为该地区安全、合理地发展中草药生产提供数据支撑和科学依据。结果表明,安国市和蔚县板蓝根产地土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As含量差异不大,土壤重金属含量的变异系数在11.70%~97.65%。以《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)一级标准值进行评价,综合污染指数评价结果显示45%板蓝根种植区土壤Cd、Pb、Hg、As污染等级为警戒限,其他处于清洁水平;而以《土壤环境质量标准》二级标准值进行评价,种植区单项污染指数及综合污染指数结果均0.7,土壤环境清洁。此外,菘蓝地上部(大青叶)Cd、Pb、Hg、As平均含量分别为0.22 mg·kg~(-1)、0.89 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0.25 mg·kg~(-1),对重金属的富集能力表现为CdHgPbAs;菘蓝地下部(板蓝根)Cd、Pb、Hg、As含量均值分别为0.14 mg·kg~(-1)、0.57 mg·kg~(-1)、0.04 mg·kg~(-1)、0.26 mg·kg~(-1),对重金属的富集能力表现为CdHgAsPb。所有菘蓝样品中Pb、Hg、As含量均未超出《药用植物及制剂进口绿色行业标准》(WM2—2001),大青叶9.09%样品中Cd超标,且Cd平均污染指数0.7,属警戒限污染等级。因此,在中药材GAP(良好的农业规范)产地环境质量评价时,除板蓝根产地土壤完全符合土壤环境质量二级标准外,也不应忽视板蓝根和大青叶吸收和累积重金属的自身特性。     

Rapid identification and discrimination among Egyptian genotypes of Rhizobium leguminosarum bv. viciae and Sinorhizobium meliloti nodulating faba bean (Vicia faba L.) by analysis of nodC, ARDRA, and rDNA sequence analysis

Twenty-eight Rhizobium strains were isolated from the root nodules of faba bean (Vicia faba L.) collected from 11 governorates in Egypt. A majority of these strains (57%) were identified as Rhizobium leguminosarum bv. viciae (Rlv) based on analysis of a nodC gene fragment amplified using specific primers for these faba bean symbionts. The strains were characterized using a polyphasic approach, including nodulation pattern, tolerance to environmental stresses, and genetic diversity based on amplified ribosomal DNA-restriction analysis (ARDRA) of both 16S and 23S rDNA. Analysis of tolerance to environmental stresses revealed that some of these strains can survive in the presence of 1% NaCl and a majority of them survived well at 37 °C. ARDRA indicated that the strains could be divided into six 16S rDNA genotypes and five 23S rDNA genotypes. Sequence analysis of 16S rDNA indicated that 57% were Rlv, two strains were Rhizobium etli, one strain was taxonomically related to Rhizobium rubi, and a group of strains were most closely related to Sinorhizobium meliloti. Results of these studies indicate that genetically diverse rhizobial strains are capable of forming N₂-fixing symbiotic associations with faba bean and PCR done using nodC primers allows for the rapid identification of V. faba symbionts.     

潮土潜在硝化速率对重金属锌镉的响应研究

通过室内模拟和流动注射技术研究了不同月份潮土中氨氧化菌群对重金属锌镉的响应,即对潮土氨氧化菌群潜在硝化速率（Potential Nitrification Rate,PNR）的影响。结果表明,重金属对8月份土壤样品中氨氧化菌群的PNR的抑制作用大于5月份（P〈0.01）。低浓度重金属（即Zn2＋浓度为50～200mg·kg-1;Cd2＋浓度为0.5～10mg·kg-1）对潮土中PNR无影响或轻微促进作用,而在高浓度（即Zn2＋浓度大于200mg·kg-1;Cd2＋浓度大于10mg·kg-1）条件下有显著抑制作用。由于Zn2＋对PNR的抑制程度小于Cd2（＋Zn2＋：EC50〉Cd2＋：EC50）,并且PNR对Cd2＋的响应较Zn2＋易变,PNR的测定结果表明该指标应用于重金属Zn2＋的污染毒性评价时优于重金属Cd2＋的污染毒性评价。     

根瘤菌存在下土壤胶体和矿物对镉的吸附

Experiments were conducted to study the adsorption of Cd on two soil collids(red soil and yellowbrown soil) and three variable-charge minerals (goethite,noncrystalline Fe oxide and kaolin) in the absence and presence of rhizobia.The tested strain Rhizobium fredii C6,tolerant to 0.8 mmol L^-1 Cd,was selected from 30 rhizobial strains.Results showed that the isotherms for the adsorption of Cd by examined soil colloids and minerals in the presence of rhizobia could be described by Langmuir equation.Within the range of the numbers of rhizobial cells studied,the amount of Cd adsorbed by each system increased with increasing rhizobial cells,Greater increases for the adsorption of Cd were found in red soil and kaolin systems.Rhizobia influence on the adsorption of Cd by examined soil colloids and minerals was different from that on the adsorption of Cu.The presence of rhizobia increased the adsorption affinity of soil colloids and minerals for Cd,particularly for the goethite and kaolin systems.The discrepancies in the influence of rhizobia on the adsorbability and affinity of selected soil colloids and minerals for Cd suggesed the different interactions of rhizobia with various soil components.It is assumed that bacterial biomass plays an important role in controlling the mobility and bioavailability of Cd in soils with kaolinite and goethite as the major colloidal compnents,such as in variable-charge soil.     

水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究

采用水培实验,研究不同浓度Cd2＋胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明：（1）Cd2＋胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2＋浓度的升高而加重。（2）水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2＋胁迫浓度〈0.5 mg.L-1时升高,Cd2＋胁迫浓度〉0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2＋胁迫浓度〈0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2＋胁迫浓度〉1 mg.L-1时降低的现象。（3）水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2＋浓度〈1 mg.L-1时升高,在Cd2＋浓度〉1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2＋浓度〈2 mg.L-1时升高,在Cd2＋浓度〉2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2＋浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2＋浓度升高的变化幅度是水稻〉杂草稻。（4）Cd2＋胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻〉杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2＋胁迫,在敏感性上水稻〉杂草稻,在抗性上杂草稻〉水稻。     

Rhizobia phylogenetically related to common bean symbionts Rhizobium giardinii and Rhizobium tropici isolated from peanut nodules in Central Argentina

Our previous studies of the native rhizobial population associated with peanut nodules in the Córdoba soils of Argentina revealed that this population is highly diverse and includes slow- and fast-growing isolates. The native fast-growing isolates NCHA22 and NET30 were selected on the basis of their plant growth promoting properties and their chromosomal genotypes were determined by 16S rDNA sequencing. NCHA22 and NET30 16S rDNA alleles were found to cluster with those of Rhizobium tropici group IIB and Rhizobium giardinii bv. giardinii strain H152, respectively. We have now characterized these isolates by analyzing the glnA and nifH genes to clarify their taxonomic position. These studies confirmed that fast-growing isolates belonging to species earlier described as bean symbionts were obtained from nodules of a leguminous plant that has been described as efficiently nodulated exclusively by slow-growing rhizobial strains.     

Spd浸种对Cd胁迫下油菜幼苗的抗氧化系统的影响

采用水培试验,研究了0.20mmol·L-1Cd2＋浓度下,0.10mmol·L-1亚精胺（Spd）浸种处理对油菜幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,Cd胁迫使油菜幼苗叶片褪绿,叶绿素总量及叶绿素a/b含量与对照相比极显著降低,Spd浸种处理可显著逆转这一变化,缓解叶片的褪绿现象。与Cd处理相比,Spd浸种显著或极显著提高了油菜幼苗中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和可溶性蛋白、谷胱甘肽（GSH）含量,从而降低了丙二醛（MDA）含量,极显著降低了超氧阴离子（O-2·）含量,缓解了Cd的氧化胁迫作用。总之,Spd浸种处理通过提高Cd胁迫下植株体内抗氧化酶及抗氧化剂活性,降低活性氧（ROS）水平来缓解重金属胁迫对油菜幼苗的伤害,提高幼苗的耐重金属能力。