六氯苯胁迫对香蒲根系分泌次生代谢物组分的影响

【目的】探明湿地水生植物去除水体氯苯类有机污染物的能力,为其在人工湿地生态修复中的应用提供理论支持。【方法】采用水培法结合GC-MS技术研究有机污染物六氯苯(HCB)胁迫下,湿地植物狭叶香蒲(Typha angustifolia)根系分泌次生代谢物、水培液的pH、溶解氧、电导率和氧化还原电位及HCB浓度等指标的变化特征。【结果】培养过程中湿地植物香蒲促进水体HCB浓度降低35%～64%;香蒲根系分泌次生代谢物主要有10种,包括5种烃类、2种酯类、α-毕橙茄醇、1H-3A,6-氢呋喃-2-酮-3-羧酸和油酸酰胺;HCB胁迫导致香蒲根系分泌物收集液导电性增强,氧化还原电位为37.3～88.2mV;水培30d后,香蒲根系分泌次生代谢物组分发生改变,1-十二烯和1-十三烯2种烃类,苯甲酸乙酯和邻苯二甲酸甲酯2种酯类的分泌被抑制,正十二烷、1H-3A,6-氢呋喃-2-酮-3-羧酸和油酸酰胺含量分别显著增加27.2%、87.4%和112.6%,而α-毕橙茄醇、正十四烷和α-细辛脑含量分别下降25.7%、68.2%和96.5%;HCB浓度与香蒲根系分泌次生代谢物组分的相关系数为-0.887～0.509,其中,HCB浓度与苯甲酸乙酯呈极显著负相关(r=-0.887,P0.01)。【结论】HCB胁迫直接影响香蒲根系分泌次生代谢物组分进而影响HCB的生物降解,其中,HCB胁迫下香蒲根系分泌物苯甲酸乙酯可极显著抑制HCB降解。     

人工湿地基质和植物中重金属的分布规律研究

为了探索人工湿地植物和基质中重金属的分布规律,选择西安市皂河人工湿地示范基地为研究区域,通过测定该湿地水、基质和植物中Cr和Cu的浓度,对该湿地中Cr和Cu的分布特征、转移富集特性以及重金属含量的相关性进行分析。结果表明:(1)芦苇和香蒲各部位中Cr浓度表现为根>茎>叶,而Cu浓度则表现为根>叶>茎,但都比其根际基质中的浓度小得多;(2)芦苇和香蒲中Cr和Cu的迁移指数差距较小,表明植物的种类不是影响TF的主要因素;植物中Cu的生物富集系数都大于Cr,说明基质中的Cu更易被植物的根吸收;(3)水样和基质中的Cr浓度、植物叶和水样中Cu浓度呈正相关,植物茎与基质之间Cr和Cu浓度均呈正相关,表明基质中Cr和Cu浓度会影响植物茎中Cr和Cu浓度,植物茎和叶之间Cr和Cu浓度呈正相关,表明植物内部Cr和Cu易于由茎向叶的转移。     

人工湿地基质和植物中重金属的分布规律研究

为了探索人工湿地植物和基质中重金属的分布规律,选择西安市皂河人工湿地示范基地为研究区域,通过测定该湿地水、基质和植物中Cr和Cu的浓度,对该湿地中Cr和Cu的分布特征、转移富集特性以及重金属含量的相关性进行分析。结果表明:(1)芦苇和香蒲各部位中Cr浓度表现为根>茎>叶,而Cu浓度则表现为根>叶>茎,但都比其根际基质中的浓度小得多;(2)芦苇和香蒲中Cr和Cu的迁移指数差距较小,表明植物的种类不是影响TF的主要因素;植物中Cu的生物富集系数都大于Cr,说明基质中的Cu更易被植物的根吸收;(3)水样和基质中的Cr浓度、植物叶和水样中Cu浓度呈正相关,植物茎与基质之间Cr和Cu浓度均呈正相关,表明基质中Cr和Cu浓度会影响植物茎中Cr和Cu浓度,植物茎和叶之间Cr和Cu浓度呈正相关,表明植物内部Cr和Cu易于由茎向叶的转移。     

铜尾矿优势先锋植物根际联合固氮特性

为了探明尾矿先锋植物的根际联合固氮特性,对安徽铜陵林冲新弃置铜尾矿主要优势先锋植物香蒲(湿生)、白茅(旱生)根际联合固氮特性进行系统性研究。研究结果表明:香蒲、白茅根际土柱固氮活性分别为32.43、19.27μmol/(m2·h),二者差异明显。分析2种植物根系和根际土固氮活性发现,香蒲根系和根际土的固氮活性大于白茅,表明植物根际联合固氮活性与植物种类有关。尾矿先锋植物不同部位固氮活性排序为:根系根际土根外土空白,表明植物根系是植物重要的固氮部位。从尾矿不同样品中共分离12株具有固氮活性的菌株,固氮活性在7.15~3 416.98 nmol/(m L·h)之间。对其中2株高活性的菌株ATWG5、ATWG9进行16S r DNA序列分析,结果表明ATWG5号菌株与Azorhizobium caulinodans亲源关系最近,相似性达到100%,ATWG9号菌株与Klebsiella oxytoca亲源关系最近,相似性达到98.75%。     

人工湿地污水处理系统中芦苇和茭白生理特性及抗逆性

[目的]为比较人工湿地污水处理系统中修复植物芦苇(Phragmites communis)和茭白(Zizania aquatica)的生理特性及抗逆性,[方法]本研究选择山西省襄汾县污水处理厂人工湿地系统,采集湿地芦苇、茭白叶和根样本,对其生理指标、抗逆性指标的含量进行了测定。[结果]结果表明,该人工湿地污水处理系统中两种植物叶绿素含量、氮磷钾含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性蛋白含量与对照相比有所升高。[结论]与茭白相比,芦苇中丙二醛(MDA)含量较低、SOD活性升高、CYP450活性增加,抗逆性较茭白强；芦苇和茭白均是良好的人工湿地修复植物,SOD、CYP450保护酶的共同作用及可溶性蛋白和叶绿素增加是植物对逆境的一种适应反应,且芦苇的抗胁迫能力相对优于茭白。     

生活污水对土壤及湿地植物根际细菌群落的影响

为探究生活污水对土壤及湿地植物根际细菌群落丰富度和多样性的影响,选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草和长苞香蒲5种湿地植物单独种植,利用PCR-DGGE技术,分别测定试验土壤ck1、浇灌污水的土壤ck2、浇灌自来水的湿地植物ck和污水处理湿地植物根际的细菌群落。结果表明:污水处理植物根区土壤细菌种群丰富度和多样性指数最高,其次是污水浇灌的土壤ck2和自来水浇灌的植物ck,试验土壤ck1的最低。试验测定的优势细菌如下:ck1有根瘤菌属(Rhizobium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas);ck2有鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)、节杆菌属(Arthrobacter)和赤杆菌属(Erythrobacter);ck有黄杆菌属(Flavobacterium)和节杆菌属(Arthrobacter);污水处理植物根区有节杆菌属(Arthrobacter)、梭菌属(Clostridium)、硫酸盐还原细菌(Sulfate-reducing bacterium)、牦牛瘤胃菌(Proteiniclasticum)和黄杆菌属(Flavobacterium)。综上认为,污水浇灌的土壤ck2和污水处理5种湿地植物根际细菌群落多样性均高于自来水浇灌植物ck和试验土壤ck1,湿地植物根际细菌群落随植物种类不同差异较大,其中污水处理千屈菜根区细菌种群丰富度最高,其次是水葱、芦苇和长苞香蒲扁,扁秆藨草根区细菌种群丰富度最低。浇灌污水和种植湿地植物均明显改变了土壤中的细菌群落结构和多样性,污水对土壤细菌群落多样性的影响作用高于植物。     

人工湿地香蒲中重金属分布规律研究

为了研究香蒲中重金属的分布规律,选取皂河人工湿地和皂河人工湿地示范基地作为研究场地,以两个人工湿地中的香蒲为研究对象,通过测定香蒲不同部位中重金属铜(Cu)和铬(Cr)的含量,分析香蒲中Cu和Cr的空间分布规律。结果表明,香蒲能较好地吸收Cu,重金属在香蒲根中的含量最多,其次是茎,叶中重金属含量最少;重金属Cu在香蒲中的含量最多,香蒲中Cu的转移系数较大,通过季节性的收割从而使植物中重金属得以去除;两个人工湿地的香蒲都能较好地去除重金属Cu。     

盐胁迫对芦苇和香蒲生理特性的影响

采用桶栽方式对芦苇和香蒲用不同浓度的NaCl处理,研究盐胁迫对芦苇和香蒲生理特性的影响.结果表明:在盐协迫下,芦苇和香蒲的水势在浓度为0时大致相同,随着盐度的升高而降低,水势的高低与蔗糖和脯氨酸的含量呈相反趋势.盐处理下,在受到盐胁迫时其内部蔗糖含量均会增加,且芦苇的蔗糖含量普遍高于香蒲.随着盐度的升高,芦苇和香蒲的脯氨酸含量都有所升高,芦苇的脯氨酸含量普遍高于香蒲.在处理浓度为0和0.30%时,超氧化物阴离子产生速率大致相同;而在浓度为1.50%时,活性氧含量较低.盐胁迫的芦苇的丙二醛含量有所升高,蔗糖和脯氨酸对芦苇和香蒲的耐盐性起到很大作用,芦苇的耐盐性强于香蒲.     

不同淹水周期对芦苇光合生理的影响机理

 水文周期是影响湿地植物生长的重要环境因子,为进一步揭示持续淹水与干湿交替等不同的淹水周期对芦苇生长和光合生理的影响,设计了4个干湿交替处理以及持续淹水控制组,测量了各组芦苇株高生长量、叶绿素含量、气体交换特征以及叶绿素荧光特征等指标。结果表明,干湿交替处理比持续淹水更有利于芦苇的生长,可以增加芦苇叶片的光合速率,提高芦苇的光化学性能,减少热耗散,提高光系统II的活性。干湿交替处理的芦苇叶片叶绿素含量明显高于持续淹水组。因此,在芦苇湿地的生态补水管理中,干湿依次交替有利于芦苇生长以及光合作用的进行,有利于提高芦苇产量。     

大汶河湿地香蒲和芦苇分解动态研究

根据对大汶河湿地芦苇和香蒲凋落物分解剩余率测定,分析了凋落物分解动态。结果显示： 1)各处理动态相似,即随着分解的进行,芦苇和香蒲干物质剩余率呈现三个阶段：快速下降-平稳下降-快速下降;2）芦苇分解速度明显小于香蒲,到分解结束时芦苇和香蒲的干物质剩余率分别为 ;3）上层分解速度明显快于下层,到试验结束时,各处理干物质剩余量分别为上层芦苇（FX）42%,下层香蒲（CL）58%,上层香蒲（FX）38.2%,下层香蒲（CX）53.3%。结果对于了解湿地物质循环,对湿地生态系统进行科学管理具有重要意义。     

三七根际耐皂苷木霉菌的分离鉴定及其拮抗促生活性评价

为筛选出三七根际具有拮抗促生活性的耐皂苷木霉菌,通过收集一年生健康三七根际土壤进行木霉菌株的分离,并测定三七根系分泌物对木霉菌孢子萌发的影响以及皂苷对木霉菌菌丝生长的抑制效果,筛选获得耐皂苷的菌株,进一步对其分类鉴定后进行拮抗根腐病病原菌活性测定以及盆栽促生效果、根际定殖能力及其对连作障碍缓解效果的评价。结果表明:试验共分离到6株木霉菌株,其中2株对三七根系分泌物敏感性较低,经过形态学特征和ITS序列比对鉴定为绿色木霉(Trichoderma viride)T3和渐绿木霉(T. viridescens)T20。T3和T20菌株对三七主要根腐病病原菌恶疫霉菌(Phytophthora cactorum)、毁灭柱孢菌(Cylindrocarpon destructans)、茄腐镰刀菌(Fusarium solani)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)和雪腐镰刀菌(Monographella cucumerina)均具有较强的拮抗效果,对恶疫霉菌抑制率分别可达到61.76%和70.59%;T3和T20菌株能促进三七植株的生长,将其接种于三七连作土中,在接种20 d后能够在根际较好的定殖,增加三七植株的存苗率,降低根腐病发病率。该研究结果为缓解三七连作障碍提供了重要的生防菌资源。     

耐重金属的植物促生芽孢杆菌筛选及其强化香蒲去除Cd的作用

为探讨细菌对水生植物修复水体重金属污染的影响,从南京某矿区废弃地的湿地植物柳树(Salix babylonica)、芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)根际和根内分离筛选到8株芽孢杆菌,这些芽孢杆菌都具有产铁载体、吲哚乙酸、多糖和淀粉酶活性,且对重金属的抗性较强,对温度、pH和盐浓度具有一定的耐受性。采用水培试验研究了Cd胁迫下耐重金属植物促生芽孢杆菌强化狭叶香蒲(T.angustifolia)吸收积累Cd的作用,结果表明,在2.5 mg·L~(-1)Cd~(2+)的条件下接种芽孢杆菌处理能够促进香蒲生长和组织中Cd含量增加。其中Bacillus megaterium P24和P37促进香蒲根和地上部干重显著增加40.0%~46.4%,B.amyloliquefaciens P29能使地上部Cd含量和总吸收量显著增加31.1%和63.5%;溶液中Cd去除率最高可达79.5%。研究表明,耐重金属芽孢杆菌能够促进香蒲生长、增加香蒲Cd含量,从而增加香蒲Cd总吸收量,达到去除水中Cd污染的作用,具有应用于水体重金属污染修复的潜力。     

湿地植物根系分泌物中有机酸对NSAIDs胁迫的响应

以人工湿地典型植物芦苇（Phragmites australis）为研究对象,探索芦苇根系分泌物中有机酸对非甾体类消炎药（NSAIDs）混合物（双氯芬酸、布洛芬、吲哚美辛、酮洛芬、萘普生）长期胁迫的响应。首先,优化测定有机酸的高效液相色谱（HPLC）法;然后,构建水培和人工湿地两种体系,于NSAIDs胁迫下（地表水浓度...     

棉花根系分泌物对棉田土壤微生物的影响

[目的]研究棉花根系分泌物对棉田土壤微生物的影响.[方法]采用水培养法收集棉花根系分泌物,在棉田土壤中添加棉花根系分泌物,培养15 d后测定土壤中微生物的数量.[结果]中、高浓度的棉花根系分泌物能显著增加土壤中细菌的数量,表现出中高浓度促进的效应（P＜0.01）;而不同浓度处理的土壤放线菌的数量均无显著变化（P＞0.05）.[结论]该研究探讨了棉花根系分泌物对棉田土壤微生物的影响,为棉花的进一步开发利用提供了依据.     

根分泌物的生态效应

本文综述了根分泌物的生态作用,其中主要包括根分泌物对根际微生物的影响、在植物营养生态中的作用、特别是对土壤养分有效性的直接和间接影响;根分泌的粘胶物质对土壤结构的影响;根分泌物与重金属钝化间的关系、化感作用等几方面内容.     

The effects of cotton root exudates on the growth and development of Verticillium dahliae

The effects of upland cotton root exudates on the growth and development of Verticillium dahliae were studied, through the compared analysis of the root exudates components between the resistant and susceptive cotton materials, using a pair of resistant and susceptive isogenic lines to Verticillium wilt, Z5629 and Z421, as well as 4 other upland cotton cultivars with different resistant levels of Verticillium wilt. The results showed that the amino acids in the root exudates of the resistant cultivars were much less than that of the susceptible ones. Compared with the susceptible ones, there were a lack of aspartic acid, threonine, glutamic acid, alanine, isoleucine, leucine, phenylalanine, lysine and proline in the root exudates from the resistant cultivars. On the contrary, arginine was lacking in the susceptive cultivars. The saccharide types in the root exudates were no different between the two kinds of cultivars, but the contents of glucose, fructose and sucrose in the root exudates of the susceptible varieties were much higher than those in the resistant ones. The experiment of Verticillium dahliae culture showed that the cotton root exudates from resistant cultivars can effectively restrain the spore germination and mycelium growth of Verticillium dahliae, and the arginine was the leading amino acid in this inhibitory action, besides the nutrition of the root exudates. However, the cotton root exudates from the susceptive cotton cultivars can improve the growth and development of Verticillium dahliae effectively; among the amino acid in the exudates, alanine was the most active one in this stimulating function. __________ Translated from Cotton Science, 2007, 19(4): 286–290 [译自: 棉花学报]     

根系分泌物与根际微生物互作的研究进展

根系分泌物是植物与环境进行物质、能量和信息交流的重要载体,与根际微生物具有紧密的互作关系。重点概述了根系分泌物对根际微生物种群、数量、分布和生长发育的影响以及根际微生物对根系分泌物的影响与机制。深入研究根系分泌物和根际微生物是根际生态系统的重要组成部分,微生物非培养新技术的创新与突破将有助于揭示根际微生态规律,挖掘和利用根际功能微生物。     

大葱根系分泌物对黄瓜幼苗根际微生态环境的影响

以不同浓度的大葱根系分泌物处理连作黄瓜幼苗根区土壤,研究其对黄瓜根际土壤微生态环境的影响。结果表明：采用适宜浓度的大葱根系分泌物处理可显著提高黄瓜幼苗根际土壤的pH值,降低Ec值,增加速效氮、有效磷和速效钾含量,增强土壤磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性,增加土壤细菌、放线菌和真菌数目,降低真菌在微生物总量中的比例。大葱根系分泌物有利于改善连作黄瓜的根际土壤环境。     

Estimation of the Biological Methods of Assessing Soil N-Supplying Capacity in Calcareous Soil

Although many biological methods are used to determine soil nitrogen supplying capacity, there are certain differences in the results for different types of soils and various ways of measurement due to the complexity of soil N conformation, the high variance of soil and microorganism, and the difference of environment. Therefore, it is not clear about which biologic incubation method is better for calcareous soil. In this study, pot experiments were performed by using 25 different calcareous surface soil samples on the Loess Plateau and taking the N uptake of wheat and corn with leaching soil initial nitrate and without leaching in pot experiments as the control to investigate the difference of eight biological incubation methods for reflecting soil nitrogen supply capacity. The eight biological methods are waterlogged incubation, aerobic incubation for 2 weeks and for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks, long-term alternate leaching aerobic incubation (and N mineralization potential, N^o), short-term leaching aerobic incubation, microbial biomass carbon (B_c), and microbial biomass nitrogen (B_N) method, respectively. Among these methods, the dry-wet alternation aerobic incubation and aerobic incubation for 4 weeks were the modification of the method of aerobic incubation for 2 weeks according to the actual farmland moisture. The results showed that the correlation coefficients between these methods and crop uptake N w with leaching soil initial nitrate were 0.530, 0.700, 0.777, 0.768, 0.764 (and 0.790, N₀), 0.650, 0.555, and 0.465, respectively (r_0.05 = 0.369, r_0.01 = 0.505). While without leaching soil initial nitrate, their coefficients were 0.351, 0.963, 0.962, 0.959, 0.825 (and 0.812, N₀), 0.963, 0.289, and 0.095, respectively (r_0.05 = 0.369, r_0.01=0.505). In conclusion, excluding the soil initial nitrate, the correlation coefficients between the eight methods and crop uptake N were, from high to low, N₀, aerobic incubation for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks, and long-term alternate leaching aerobic incubation, while including the soil initial nitrate the correlation coefficients between them increased significantly and the values were all beyond 0.950 for these four methods, including aerobic incubation for 2 weeks and for 4 weeks, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks and short-term leaching aerobic incubation. The waterlogged incubation method, B_C and B_N in the calcareous soil, had lower correlation coefficient with crop uptake nitrogen compared with other methods. Thus, dry-wet alternation aerobic incubation for 2 weeks was a better index for evaluating calcareous soil N supply capacity due to some other methods having disadvantages and not suitable for the actual farmland characteristics.