AOS1 基因克隆及其在鲜切芋头褐变中的表达模式分析

【目的】鲜切芋头即使在低温条件下贮藏，贮藏期间仍会出现变黄变褐的现象，严重影响鲜切芋头的商品性。从鲜切芋头中克隆丙二烯氧化物合成酶（Allene oxide synthase, AOS）基因 AOS1，并分析其表达与鲜切芋头褐变的关系，鉴定鲜切芋头褐变过程中的重要功能基因，为鲜切芋头褐变机制研究提供参考。【方法】以鲜切芋头 cDNA 为模板，采用 RT-PCR 法克隆 AOS1 基因编码序列（Coding sequence, CDS）；采用荧光定量 PCR 法分析鲜切芋头褐变过程中 AOS1 表达情况，利用转录组测序数据分析外源褐变抑制剂处理对 AOS1表达的影响，并分析 AOS1 启动子序列。【结果】20 ℃条件下，鲜切芋头贮藏 24 h 切面出现明显的变黄变褐症状，而 4 ℃下贮藏 12 d 才出现明显的褐变症状，表明贮藏温度是影响鲜切芋头褐变进程的重要因素，低温贮藏可有效抑制鲜切芋头褐变。芋头 AOS1 基因的 CDS 全长为 1 560 bp，编码 519 个氨基酸残基；AOS1 基因编码蛋白质的分子量为 57.63 kD，等电点为 8.68，定位在叶绿体。植物 AOS1 蛋白序列相似性较低，芋头 AOS1 与番茄AOS1、拟南芥 AOS1 蛋白的亲缘较远，但天南星科植物 AOS1 蛋白的序列同源性较高。芋头 AOS1 启动子中含有许多植物激素和逆境响应元件，AOS1 表达在鲜切处理后显著上调，表明切分处理诱导了 AOS1 的表达。随着鲜切芋头褐变进展，AOS1 表达量逐渐增加，外源乙醇酸和香草酸处理 AOS1 表达显著下调，表明 AOS1 表达与鲜切芋头褐变有关。【结论】鲜切芋头褐变与 AOS1 表达具有明显正相关性，切分去皮等处理可能通过诱导 AOS1表达促进鲜切芋头褐变。     

磷酸根在矿物表面的吸附-解吸特性研究进展

综述了磷酸根在一些常见土壤矿物表面吸附–解吸特性的研究进展。磷酸根在矿物表面的吸附特性受环境pH、离子强度、温度、反应时间、矿物类型等多种因素的共同影响。一般说来,矿物表面的磷吸附量随pH降低而增加,受离子强度的影响较小。磷酸根在矿物表面的吸附动力学过程可分为快速吸附过程和慢速吸附过程,且在弱结晶矿物中存在微孔扩散过程。磷酸根在矿物表面的解吸过程通常存在两个阶段(初始快速解吸和随后的缓慢解吸),在解吸反应后期甚至还会发生再吸附。此外,磷酸根的吸附特性也受共存阴离子配体或金属阳离子的影响。其中,共存阴离子通过位点竞争、静电作用和空间位阻效应等机制影响磷酸根的吸附。天然有机质(包括胡敏酸和富里酸)降低了磷酸根在矿物表面的吸附,特别是在低p H条件下。通常,富里酸比胡敏酸更能有效降低磷酸根在矿物表面的吸附。金属阳离子可通过表面静电效应、形成三元络合物以及形成表面沉淀等机制促进磷酸根和金属在矿物表面的共吸附。最后,展望了与磷酸根在矿物表面吸附特性有关的研究热点和方向。     

四环素在环境中的污染现状及锰氧化物对其降解的研究进展

目前，四环素类抗生素在绝大多数环境介质中能被检测到，该类污染物对人类健康和生态环境系统稳定具有潜在威胁，因此对环境中这类污染物的治理任重道远。研究者们发现锰氧化物普遍存在于土壤、沉积物及荒漠岩漆中，其具有电荷零点低、表面活性强、氧化还原电位高等优点，在治理四环素类污染物具有较大研究空间及应用前景。本文简述四环素的危害及其污染现状，着重综述不同类型锰氧化物对环境中四环素类污染物的去除效果、降解机制及其环境影响因素，并对今后锰氧化物去除该类污染物的研究进行了展望。     

祁连山区成土过程驱动的土壤地形序列土壤有机碳固存特征

土壤有机碳（SOC）含量和动态是有机碳输入输出平衡和土壤固持能力共同作用的结果，前者主要受生物气候条件控制，而后者则主要受黏粒及无机矿物等土壤理化属性的影响。本研究通过沿海拔梯度选择表土地形序列作为“自然试验场”，探究祁连山区SOC含量及组分变化的控制因素。研究发现：该地形序列土壤母质主要来源于黄土沉积，土壤黏土矿物以绿泥石和水云母为主，指示该区域的整体弱风化特征。在巨大的水热梯度影响下，地形序列内土壤成土强度差异明显，低海拔地区土壤含有碳酸盐，随着海拔上升，碳酸盐物质逐渐淋失，SOC和铁铝氧化物含量增加。进一步分析发现，铁铝氧化物是SOC含量及组分方差的主要解释变量。偏相关分析显示，当控制铁铝氧化物后，气候对SOC含量及组分的影响不显著。这表明气候对SOC的影响可能主要通过影响土壤属性，造成铁铝氧化物等属性的差异，间接影响SOC的长期固存，且该机制主要作用于矿物结合态有机碳（MOC）组分。本研究对理解SOC固存及其对气候变化的动态响应有重要启示。     

铝同晶替代对铁(氢)氧化物表面活性的影响研究进展

铝同晶替代现象在铁(氢)氧化物中普遍存在，可改变铁(氢)氧化物的结构、表面特性和反应活性，影响土壤中元素的行为、形态和归趋。运用文献计量法分析了铝同晶替代铁(氢)氧化物的国内外研究现状，分别综述了铝同晶替代对铁(氢)氧化物晶体结构、表面电荷和界面过程的影响，从静电作用、比表面积、位点组成与密度、Fe/Al位点亲和性以及空位缺陷等方面阐明了铝同晶替代对铁(氢)氧化物表面活性和吸附行为的影响机制。在此基础上，提出了未来研究应着眼于构建铝替代量–结构–反应活性定量关系、深入探究铝同晶替代铁(氢)氧化物不同晶面上的界面机制，以及将研究对象与体系过渡到实际土壤等。     

铁锰改性海泡石的表征及其对锑污染土壤的修复效果

在对天然海泡石进行铁锰改性并表征的基础上，通过盆栽试验，设3个分别添加0.5%、1.0%和2.5%天然海泡石的处理，3个分别添加0.5%、1.0%和2.5%铁锰改性海泡石的处理和1个空白对照(CK)，共7个处理，探究天然海泡石和铁锰改性海泡石对土壤pH、锑(Sb)的形态及Sb在土壤–小白菜中迁移规律的影响。结果表明：海泡石经铁锰改性后呈现孔洞状结构，比表面积增加18.11%,Fe、Mn质量百分比大幅增加，且Fe、Mn以非晶体形式存在；与CK相比，添加天然和铁锰改性海泡石均提高了土壤pH，其中添加2.5%铁锰改性海泡石的影响最大；添加铁锰改性海泡石增加了土壤晶型铁铝结合态Sb和残渣态Sb的百分比，降低土壤非专性吸附态Sb和专性吸附态Sb、无定形铁锰氧化物和非晶型铁铝结合态Sb的百分比，与添加天然海泡石相比，添加铁锰改性海泡石后的土壤非专性吸附态Sb百分比下降了2.48%～43.31%；添加天然和铁锰改性海泡石后，土壤Sb迁移受阻，能显著降低小白菜各部位Sb质量分数和富集系数，根和茎叶Sb的质量分数分别下降6.83%～44.26%、19.51%～59.23%，其中，添加2.5%铁锰改性海泡...     

壳聚糖、铁锰改性稻壳生物炭的表征及其Cd2+吸附性能研究

为改善稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性，成功制备了壳聚糖改性稻壳炭（C-BC）和铁锰改性稻壳炭（FM-BC），表征了各稻壳炭的基础理化性质，包括比表面积分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射表征（XRD），进行了动力学吸附实验和等温吸附实验，并在不同pH和投加量条件下，研究了改性生物炭对Cd²⁺的吸附量和去除率。结果表明：两种改性方式均减小了稻壳炭的比表面积和总孔隙体积； FM-BC含有Mn-O、Fe-O的特征官能团，此外改性前后稻壳炭的官能团类型基本不变；两种改性方式均使稻壳炭产生了对应的晶体结构变化。两种改性炭对Cd²⁺动力学吸附特征均符合准二级动力学模型，颗粒内扩散模型均分为3个阶段，对Cd²⁺等温吸附特征均符合Langmuir模型； C-BC和FM-BC的最大吸附量分别为25.51 mg·g^-1和16.25 mg·g^-1，是BC （14.97 mg·g^-1）的1.7倍和1.08倍。随着溶液pH增加，C-BC和FMBC的吸附量和去除率逐渐增加，且始终高于BC；随着投加量的增加，C-BC和FM-BC的Cd²⁺去除率逐渐增加，而吸附量逐渐降低。两种改性方式均能够在一定程度上提高稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，均以单分子层化学吸附占主导，C-BC的最大吸附量明显高于FM-BC，适度调整溶液pH和投加量可改善改性稻壳炭的Cd²⁺吸附效果。     

锰氧化物改性生物炭对水中四环素的强化吸附

以MnCl2为改性剂,制备锰氧化物改性生物炭(MBC),用于强化生物炭对水中四环素的吸附。采用比表面积法(BET)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)等手段表征其微观结构,并通过单因素试验研究改性前后生物炭对四环素的吸附行为和影响因素。结果表明,Langmuir模型计算的MBC最大吸附量为736 mg·g^-1,较原始生物炭提高了15倍。吸附符合准二级动力学模型,受物理化学过程控制,是一个自发的吸热过程。溶液pH、二价阳离子对吸附影响较大,而一价阳离子和共存腐植酸对吸附影响微弱。MBC吸附水中四环素主要是通过氢键作用、静电作用及锰与四环素之间的配位作用,吸附效果较BC显著提高,且环境适应能力更强,对去除水环境中的抗生素具有较好的应用前景。     

土壤铁氧化物-亚铁的相互作用及其环境影响研究进展

铁氧化物和溶液相亚铁常在厌氧土壤环境中共存。铁氧化物能够加快亚铁的氧化速率，且控制亚铁氧化成矿产物的类型，同时，亚铁与铁氧化物组成的系统是一种良好的还原剂，能够有效还原重金属及降解有机污染物。另一方面，亚铁能够催化铁氧化物晶相转变，导致铁氧化物结构和表面性质发生改变，进而影响相关重金属、有机质的环境行为。本文综述了铁氧化物催化亚铁氧化成矿、铁氧化物-亚铁系统还原污染物以及亚铁催化铁氧化物相变的反应机制及影响因素，最后，对未来在自然土壤中研究铁氧化物-亚铁界面反应及其环境影响进行了展望。