土壤宏蛋白质组学之土壤蛋白质提取技术的发展

随着土壤宏基因组学的日益成熟和发展,作为后基因组时代重要技术平台的土壤宏蛋白质组学越来越受到关注。土壤宏蛋白质组学的研究是解析土壤宏基因功能的重要手段之一,对于碳氮磷的生物地球化学循环以及土壤有机质积累的研究具有重大价值,可将蛋白信息与相关的生态系统过程联系起来。但是,土壤蛋白含量少,样品复杂程度高,极大限制了土壤蛋白的分离提取和进一步分析。因此,通过改进和优化土壤蛋白的提取技术,得到高浓度的蛋白是土壤宏蛋白质组学研究的前提条件。本文总结了近几年来土壤蛋白提取方法,并对其适用的土壤性质以及适用的不同种类和功能的蛋白进行了分析。此外,本文也对现有的土壤蛋白提取技术以及土壤蛋白鉴定技术的方法改进进行了探讨。     

高通量测序技术在微生物分子生态学研究中的应用

微生物在众多的自然和人工生态系统中发挥着核心的作用,但能够被培养分离的微生物在大部分生态系统中只占极少一部分,极大地限制了人们对微生物组成、功能及其潜在应用的认识。分子生物学方法,尤其是高通量测序技术应用到微生物生态学研究中,为认识微生物多样性、群落结构组成及其生态功能提供了有利手段。高通量测序作为一种新兴的免培养分子生物学技术,具备检测快速、准确、信息全面丰富等特点。随着高通量测序技术的不断升级换代,测序通量、读长和准确度的不断提升以及成本的大幅下降,该技术在过去十几年间被迅速应用于土壤、水体和肠道等微生物区系的研究中。本文简述了基于高通量测序技术的PCR产物测序技术和宏基因组学测序技术的原理、发展历程、数据分析方法与应用,以及宏基因组学测序技术在病毒学领域的应用,以期为微生物分子生态学研究提供参考。     

土壤宏基因组学研究方法与进展

土壤微生物驱动着土壤中的物质循环和养分转化。在土壤学的研究中,长期将土壤作为一个黑箱系统来对待,对其中的生物组成及其参与的生化过程知之甚少。土壤中绝大部分微生物目前尚难以分离培养,因此基于传统的培养方法对于认识土壤微生物群落组成和功能有其局限性。宏基因组学直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,或通过测序探究环境中微生物的群落结构和功能(序列驱动),或构建宏基因组文库,筛选新的基因或生物活性物质(功能驱动),克服了传统培养方法的缺陷,极大地丰富了对土壤微生物多样性及其功能的认知。本文在综述土壤宏基因组学研究基本流程的基础上,重点介绍了日益重要的第二代测序平台在土壤宏基因组学研究中的应用及其产生的海量数据的分析处理方法,并简要探讨了宏基因组学在土壤微生物生态学中的应用。最后,作者建议在国家层面上展开相关土壤宏基因组学研究,调查微生物群落及其变化,为生物资源开发、农业生产和环境保护作出应有的贡献。     

利用"组学"技术检测转基因作物非期望效应的潜在性

检测由遗传修饰引起的非期望效应是进行转基因作物安全性评价的一项重要内容.以“实质等同性”概念为基础的评价方法,重点对转基因作物和非转基因亲本中的关键性成分进行定性、定量分析和比较难以充分考虑到一些不可预见因素的发生.“组学”技术通过对转基因作物的整个功能基因组、蛋白质组以及代谢组进行分析,将结果与非转基因亲本进行比较,完善了目前所广泛采用的以“实质等同性”概念为基础的定向方法.“组学”技术是很有潜力的.综述介绍了功能基因组学、蛋白质组学和代谢组学所用技术的原理和方法,重点讨论了这三大“组学”技术在评价转基因作物非期望效应中的应用和局限性,介绍了转基因食品食用安全性评价中非期望效应检测方面的最新进展.     

中美城市土壤污染控制与管理体系的比较研究

城市土壤污染对城市生态环境的可持续性以及人体健康带来了相当大的风险,其控制与管理已经成为我国环境管理中的一个新问题。本文对中美两国城市土壤污染控制与管理体系进行了比较研究,认为我国现有城市土壤污染控制与管理体系滞后于城市大气、水环境污染控制与管理,没有形成专门的土壤污染防治法规体系,土壤环境影响评价尚无推荐的行业导则,缺乏土壤污染评估标准,土壤污染状况信息不透明,公众和社区参与意识不强烈以及如何准确地识别污染土壤的程度和数量、判定污染者所承担的责任、筹措土壤污染处置基金等问题都是土壤污染控制与管理过程中的薄弱环节等。另外,从管理机构、政策法规、技术工作手段以及经济责任的认定等方面提出了改进措施。     

土壤污染现状及修复对策

从应用化学肥料、化学农药对土壤带来的负面影响角度论述了土壤污染的原因,总结了近年来有关土壤污染防治的传统物理化学方法和应用微生物学和分子生物学对污染土壤进行修复的技术.     

Access2010中利用宏实现自定义菜单

Access2010提供了简单、实用的操作环境、可视化操作工具、大量的内置函数和宏以及VBA程序设计语言等功能,使用它能够开发出满足用户需求的数据库应用程序,其界面美观,易于操作,是广泛使用的数据库系统之一。开发应用程序时离不开窗体菜单,但Access2010并没有提供菜单设计工具,本文提出一种利用宏实现自定义窗体菜单的方法,为开发Access应用程序的设计人员提供技术性参考。     

浅析土壤污染类型与修复技术应用

土壤污染是我国当前面临的严峻问题,不仅造成严重的耕地面积减少,甚至撂荒,且对生态环境造成了极大的损害。本文对引起土壤污染的类型进行了详细综述,并针对不同污染方式提出了土体有机重构、生物修复、农业生态修复以及复合修复等技术在土壤修复领域的应用,为我国土壤污染修复提供技术支撑。     

固定/稳定化土壤修复技术的应用与优化分析

固定/稳定化技术是污染土壤修复的常用方法之一,具有费用低、无毒、综合效益好等优点,非常适合我国典型土壤污染区的修复。本文介绍了固定/稳定化方法的作用原理与修复材料,分析了此技术的适用范围及优缺点。文章归纳了近年来固定/稳定化技术在污染土壤修复中的应用成功案例,并结合我国土壤污染的实际状况和修复需求,从加强工程技术与装备研发、优化费用结构和发展环境友好型固定/稳定化技术等角度,提出了固定/稳定化技术应用的优化建议。     

土壤改良剂在放射性污染植物修复中的研究与应用进展

土壤污染和退化问题日益突出,土壤改良剂的研究和应用在现代农业生产中越显重要。本文介绍了土壤改良剂的种类以及在植物固定技术和植物萃取技术方面的作用;总结了不同类型改良剂在放射性污染土壤改良中的应用和对植物修复效果的影响;并从吸附与离子交换、螯合与络合等方面阐述了土壤改良剂的主要修复机制。分析了常用改良剂在土壤放射性污染修复的研究现状和植物修复中的应用潜力,及其主要修复机制和存在问题,为将来开展深入研究提供有益的借鉴。     

氮肥增效剂及其效果评价的研究进展

从肥料增效技术发展的必要性、作用机理、作用效果和评价研究等方面,综述了国内外的应用和评价研究的现状。针对氮肥增效剂的特点,总结了对其评价研究中存在的主要问题,并探讨了今后氮肥增效剂评价研究的主要方向。     

Sediment remediation: U.S. focus on capping and monitored natural recovery

The Battelle Conferences series represent the state-of-the-art of emerging technologies, science and management issues for contaminated sediment remediation. In the 2007 Conference held in Savannah, GA, two in situ technologies for cleanup sites were at the centre of interest: Sediment capping, a form of in situ containment, which involves the placement of a subaqueous covering of clean sediment and/or other materials to isolate contaminated sediments, and monitored natural recovery (MNR), where natural processes are used to mitigate the transfer of particle-bound contaminants into the water phase and/or biota. A third priority technology in the Superfund program, recommended by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA), is environmental dredging, i.e., removing the sediments from the aquatic environment. About 30 platform or poster presentations dealt with in situ capping as a technology, reflecting the rapid developments in this field, both in assessments and enhancements of ‘classic’ passive caps and the development and demonstration of active capping technologies. Issues relevant to monitored natural recovery were spread throughout many sessions; e.g., contaminant source identification, control, remediation strategies; innovative characterization and assessment, chemical/toxicological/biological measurements and characterization, bioavailability of contaminants, contaminant fate and transport and remediation effectiveness: defining, monitoring, and demonstrating success. Presentations addressing the role of science and stakeholder input were complemented by discussions on the importance of data quality considerations, uncertainty analysis, and careful selection of reference sites highlighted the complex nature of these multidisciplinary assessments. Case studies, in which site-specific information was linked to regional management objectives, various approaches to watershed-scale assessment and management, and the role of ecosystem considerations, were all discussed in these sessions, as well as in a complementary panel discussion. One compelling feature of the Savannah Conference 2007 (relative to the first couple of meetings) is that there were a much larger number of presentations that provided the tools, models, case studies, etc to fill in the lines of evidence that allow a fair comparison between removal and in situ management when appropriate, and evidence of a growing acceptance that the residuals and impacts of removal approaches can at times offset perceived benefits, so that in situ management can be considered if exposure risk can be properly assessed.     

作物模型应用与遥感信息集成技术研究进展

作物模型和遥感技术以各自独有的优势在作物生产监测、评估及未来预测等方面发挥着关键作用。作物模型与遥感信息集成技术在大尺度、高精准的农业生产监测、评估与预测上具有明显的应用优势和广阔的发展前景。为了促进这些技术在区域尺度上的作物产量预测、农业气象灾害影响评估及农业应对气候变化决策等方面更加广泛地应用,本文采用文献综述的方法,系统归纳了欧洲、美国、澳大利亚及中国作物模型的发展与应用,总结了当前主流的数据集成方法的原理、特点和不足,概述了作物模型与遥感信息集成技术的实际应用,探讨了提升数据集成精度存在的问题,并对未来研究方向进行展望。结果表明,国内外对于作物模型及其与遥感数据集成的研究与应用广泛而深入,利用同化方法能够有效提高作物模型模拟精度,为作物模型实现区域尺度作物生长及产量评估、气候变化对产量影响、农田管理决策等提供技术支撑。作物模型模拟结果及遥感反演数据的不确定性、数据同化策略的多样性以及尺度效应是进一步提高集成系统精度与效率的限制因素。因此,遥感数据多源融合、同化过程多变量协同、作物模型多类型耦合以及数据高性能并行计算是未来作物模型与遥感数据集成研究的发展趋势。     

Comparing the Effects of Aquatic Stressors on Model Temperate Freshwater Aquatic Communities

Nuisance odors generation from waste and wastewater treatment plants are a cause of public discomfort and complaints. This situation impairs the air quality and represents a growing social and public health problem, especially in developing countries. Several modeling approaches have been developed and successfully implemented in the frame of a wastewater treatment plant for both the biological treatment and physicochemical processes. The mathematical modeling of the odor generation process is still considered a quite complex issue, mainly due to the fact that olfactory nuisance can be caused by many different chemical compounds and the perception of odors is influenced by subjective thresholds. Moreover, the impact of odor sources on air quality is highly conditioned by complex atmospheric dispersion processes. This review presents a critical state-of-art and assessment where information related to odor emissions impact studies as well as modeling applications are compiled and discussed.     

多环芳烃污染土壤的可行处理技术

本文讨论了处理多环芳烃(PAHs)污染土壤的可行技术。土壤冲洗可解决部分问题;土壤焚烧可高效地去除PAHs,但是通常这种方法会导致二次污染;含PAHs土壤的生物处理得到了广泛的关注,因为生物处理没有副产品,可以在没有副作用的情况下消除污染物。PAHs的土壤污染问题远没有解决,然而,生物处理已经给我们提供了解决问题的希望。     

农业景观害虫控制生境管理及植物配置方法

集约化农业生产过程中,化学农药所带来的大量环境问题日益引起关注。为减少农药的投入及其所产生的环境负效应,生物防治害虫的方法在国内外得到了更多的关注与发展。生境管理是一种有利于天敌群落发展,而不利于害虫种群增长的保护性生物防治方法,其实质是通过为自然天敌提供诸如花蜜、替代猎物或寄主、躲避不利干扰的庇护所等资源,将农业景观中天敌的害虫控制服务和功能最大化,或者通过构建不适宜害虫取食和繁殖的环境条件起到抑制或阻碍害虫发展的作用。本文在参阅国内外文献的基础上,阐述了生境管理控制害虫的机理,并总结国外生物防治的实践经验以及近些年国内外的相关研究,概括提出田间尺度上害虫生物防治的非作物生境及作物生境的建设和植物配置方法,为通过生境管理提升农业景观中害虫生物防治生态系统服务提供参考。     

我国设施农业土壤质量退化特征与调控研究进展

设施土壤质量退化已成为制约现代设施农业可持续发展的瓶颈。了解设施土壤退化成因与特征,并采取适宜的调控措施,对于促进设施农业持续健康发展具有重要意义。本文综述了国内目前设施农业土壤次生盐渍化、酸化、微生物区系破坏、养分失调、有害物质积累等5个方面的退化特征与成因。简述了生物、农业、工程3类调控措施在改良设施土壤方面的应用研究进展。并且针对我国设施土壤质量研究中存在的关于探索形成原因和控制机理方面的研究少,原创性设施土壤改良与调控技术仍然十分缺乏,大尺度、长时间设施土壤质量演变的长期定位研究和动态监测工作十分滞后,有关设施土壤退化因素叠加效应与交互作用机理研究尚未涉及等问题,提出应将构建设施土壤质量标准体系,开展设施土壤质量退化演变机理以及拓展调控与改良技术,系统研究不同退化形式之间的相互作用,以及拓展新技术在设施农业土壤研究中的应用等4方面作为今后研究的重点。     

西南紫色土区水土流失综合治理技术体系

[目的]系统梳理西南紫色土区已实施的水土保持技术,为区域水土保持实践工作提供借鉴。[方法]通过文献查阅,从不同层面开展综述和分析。[结果]针对紫色土区自然概况和水土流失现状,阐述了区域水土流失治理思路,总结了采用的主要水土保持措施,简要综述了各项水土措施的适宜条件及技术构成,同时分析了当前存在的主要问题并提出了相应的建议。[结论]西南紫色土区水土流失治理方向重点是坡耕地整治和坡面水系配套为主的小流域综合治理,沟坡兼治,并在实践中形成了丰富多样的单项工程、植物和农业技术措施。但实际应用中存在缺乏针对西南紫色土区的相关技术规范和标准,欠缺水土保持措施优化配置和适宜性评价等问题。今后应加强技术标准编制、水土流失防治效益评估、分区治理技术优化配置等方面的工作。     

Increasing expression of an anti-picloram single-chain variable fragment (ScFv) antibody and resistance to picloram in transgenic tobacco (Nicotiana tabacum)

Systematic research involving four chimeric gene constructions designed to express the same anti-picloram single-chain variable fragment (scFv) antibody is described. Agrobacterium-mediated transformation produced at least 25 transgenic tobacco plants with each of these, and the number of T-DNA loci in each plant was determined using kanamycin-resistance segregation assays. The relative amounts of active and total scFv in each plant were evaluated using quantitative enzyme-linked immunosorbent assay and immunoblot technologies, respectively. No significant differences in scFv activity were found among the four groups of single-locus plants, although the 35S/M construct was found to produce significantly more total anti-picloram scFv than the other three constructs. A dose-response bioassay involving T(1) seedlings from several of the highest expressers of active scFv demonstrated resistance to a constant exposure of picloram at 5 x 10(-)(8) M. Other approaches for increasing antibody-based herbicide resistance are discussed, as further improvements are needed before practical application of this technology.