绿色木霉Fn10-1纤维素酶的分离纯化及酶学特性测定

试验研究了绿色木霉Fn10-1纤维素酶的初步纯化及酶学性质开展研究。结果表明,该纤维素酶的最适催化温度为70℃,最适pH 7.6,在温度为4~50℃下均能保持较稳定的酶活,高于50℃以后,热稳定性变差,酶活力开始急剧下降。pH在5.6~7.6时该酶有较好的稳定性。Na+、Mn2+、Fe2+、Mg2+、Co2+、Ca2+、Ba2+、Al3+对纤维素酶具有一定的激活作用,Ag+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、K+对该酶有一定的抑制作用,其中Cu2+的抑制作用尤为明显。     

不同机械化整地技术对稻田土壤理化性质和水稻产量的影响

[目的]了解不同机械化整地技术对稻田土壤理化性状和水稻产量的影响,为机械化技术模式的推广和开发新型农业机械提供参考.[方法]2017—2019年在安徽省肥东县进行田间试验,比较3种不同机械化整地方式旋耕(处理①)、深松(处理②)、深翻(处理③)对稻田0～10、10～20、20～30 cm土层土壤理化性质和水稻产量的影响.[结果]与处理①相比,处理②和③在0～20 cm土层可导致土壤含水率降低9.67％～26.79％,土壤容重增加0.08～0.16 g/cm3,且差异达到显著水平,土壤透气性有所提高,土壤孔隙度降低3.05％～11.67％;各土层总体表现出有机碳、全氮和碱解氮含量均逐渐降低,0～10 cm土层的有机质、全氮和碱解氮含量均低于处理①;处理②条件下水稻产量2年持续增加,第1、2年分别增产4.91％和9.54％,处理③对水稻产量影响较小,仅在第2年呈现出增长的趋势,但是差异不显著.[结论]深松可以提高稻田土壤向下的透水性和容重,对土壤有机质和氮素影响较小,可连年增加水稻产量.深翻虽然也可以改善土壤的理化性质,但是效果较深松处理差,且会降低上层土壤肥力,水稻产量增加不明显.     

秦岭3种天然林细根分布特征及其与土壤理化性质的关系

【目的】研究秦岭3种天然林细根分布特征及其与土壤理化性质的关系,为秦岭地区生态治理和森林恢复提供科学依据。【方法】采用土柱法对秦岭辛家山林区云杉林、红桦林及云杉+红桦混交林3种天然林进行根系取样,分析细根生物量密度、细根根长密度、细根体积、细根比根长与土壤有机质含量、孔隙度、密度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度的关系。【结果】随土壤深度增加,3种天然林土壤的有机质含量、孔隙度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度均降低,但密度升高;随土壤深度增加,3种天然林各细根指标均降低,其中细根生物量主要集中在腐殖质层,各林分在腐殖质层的占比均大于69%;腐殖质层具有最高的细根根长密度、细根体积和细根比根长,分别是淀积层的3.76～4.85、2.63～3.80和1.26～1.67倍,分别是母质层的11.13～14.98、6.32～16.01和1.76～3.28倍;3种天然林中,混交林各土层的细根根长密度最高(平均值为0.45 cm·cm~(-3)),云杉林各土层的细根根长密度、细根体积和细根比根长最低(平均值分别为0.26 cm·cm~(-3)、0.88 mm~(-3)·cm~(-3)和0.60 cm·g~(-1));相关性分析表明,3种天然林分各细根指标与土壤的有机质含量、孔隙度、密度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度均呈极显著或显著相关,其中细根生物量密度、细根根长密度、细根体积与土壤有机质含量的正相关性最高(r值分别为0.813、0.795和0.784),与土壤密度的负相关性最高(r值分别为-0.715、-0.658和-0.683);主成分分析表明,影响细根分布的第一主成分因子包括土壤有机质含量、硝态氮含量、密度、孔隙度、湿度和铵态氮含量;通径分析表明,土壤有机质含量对细根生物量密度的直接正效应最高,土壤湿度的间接效应最高且主要是通过有机质含量的间接效应来实现。【结论】秦岭3种天然林的细根指标均随土壤深度增加而减少,土壤腐殖质层为细根集中分布层;3种天然林分中,混交林的细根发达程度最高,云杉林最低;根系分布受多种土壤因子影响,影响程度表现为有机质硝态氮密度孔隙度湿度铵态氮;土壤有机质含量直接影响细根生物量密度;土壤湿度主要通过土壤有机质的间接作用影响细根生物量密度。在对秦岭地区进行生态治理和森林恢复工作过程中,应综合考虑细根生物学特性,合理配置不同树种,注意森林土壤有机质的积累,从而起到维护森林生产力,增强森林生态系统功能的作用。     

强壮硬毛藻粗多糖的组成、理化性质和抗氧化活性

为了探究强壮硬毛藻(Chaetomorpha valida)的开发利用价值,采用糖腈乙酸酯衍生物气相色谱法测定强壮硬毛藻粗多糖的组成,分别用硫酸-咔唑法、硫化钡-明胶比浊法测定糖醛酸、硫酸基含量,同时通过强壮硬毛藻粗多糖对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,简称DPPH)自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基的清除作用来评价其抗氧化活性。结果表明,强壮硬毛藻粗多糖中主要的单糖鼠李糖、岩藻糖、葡萄糖的物质的量之比为1.00∶0.11∶0.21;多糖中糖醛酸、硫酸基含量分别为5.27%、3.77%;当多糖质量浓度为1.0 mg/mL时,对DPPH·和超氧阴离子自由基的清除率最高,分别为84.5%、83.61%;当多糖质量浓度为0.2 mg/mL时,对羟自由基的清除率最高,为19.9%。由研究结果看出,强壮硬毛藻粗多糖能用于食品、医药及化妆品等领域。     

生物炭对不同酸化水平稻田土壤性质和重金属Cu、Cd有效性影响

针对南方稻田土壤酸化严重,导致养分流失有毒重金属活化,严重影响稻米质量安全的重大现实问题。以水稻秸秆和谷壳等农业废弃物为原料制备生物炭(分别记为RSC和RHC),研究不同原料生物炭对酸化土壤改良及其对重金属有效性的影响。设置3个生物炭用量(0,20,50 g/kg,分别记为CK、C1、C2),4种土壤酸化水平(pH 4.01,4.25,4.33,4.58,分别记为L1、L2、L3、L4),生物炭与重金属污染土壤共同培养60天后测定土壤pH、全氮、有机质、有效磷、速效钾和有效态Cu、Cd含量。结果表明:RSC对酸化土壤pH的改良效果明显优于RHC,且施炭量越高提高幅度越大,RSC的C2处理使4种酸度水平的土壤pH分别提高了0.68,0.97,1.29,1.71个单位。2种生物炭均能提高土壤的全氮、有效磷、速效钾和有机质含量,其中各施炭处理有机质显著提高,尤以速效钾的增幅最为显著,RSC对4种养分的提高均优于RHC。RHC对土壤有效态Cu含量无显著影响;RSC的C2较C1处理更能降低土壤中有效态Cu含量,使4种酸度水平的土壤分别降低了13.62%,6.57%,4.36%,7.88%。RHC处理的L3、L4土壤中有效态Cd含量显著降低,最大分别降低了13.79%,19.23%。RSC使4种酸度土壤有效态Cd含量最大分别降低了20.00%,25.81%,20.69%,19.23%。相关分析表明,土壤pH与有效态重金属含量呈显著负相关关系。水稻秸秆炭用于改良酸化土壤、降低重金属Cu和Cd有效性的效果更佳,且降低污染土壤中Cd的有效性较Cu好;生物炭对酸化程度越低的土壤pH和有效磷含量的提高以及有效态Cd含量的降低效果较好,而有效态Cu含量的降低效果则在酸化程度越高的土壤中表现更佳;土壤pH是生物炭调控重金属Cu、Cd有效性的主要影响因素。     

植物对重金属镉的吸收与耐受机制研究进展

为了有效降低土壤中镉含量，保障人类健康，人们希望通过一种经济、有效的方法——植物修复技术来治理土壤镉污染。因此，植物对重金属镉的吸收与耐受机制研究，已成为近年来植物逆境生理研究的热点。笔者主要综述了植物对镉的吸收、转运及积累机制，以及植物体通过细胞壁的沉积、细胞区室化、螯合作用和抗氧化系统的保护作用对镉的耐受机制，以期为今后通过植物修复技术更好治理土壤镉污染提供基础资料。     

16种微生物蛋白酶的生物信息学分析

蛋白酶(protease)是以降解蛋白质为主的糖苷酶,具有丰富的多样性,在生物有机体中发挥着重要而又广泛的作用,具有广泛的研究和应用价值。本研究采用ProtParam、ProtScale、SignalP 4.1 server和NPSA serve等生物信息学软件,对天蓝色链霉菌、普通拟杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌等16种微生物蛋白酶的理化性质、蛋白结构、系统发生树和功能域等进行了分析。结果表明:通过分析16种微生物蛋白酶的稳定性发现,金黄色葡萄球菌、唾液链球菌、短小芽孢杆菌、绿脓杆菌为不稳定蛋白;二级结构由α螺旋、β转角、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成;除了节杆菌属、无乳链霉菌、普通拟杆菌、肠杆菌属具有信号肽,其余蛋白酶氨基酸序列不具有信号肽的特点。可以推测出蛋白酶为非分泌性蛋白;只有绿脓杆菌和猪链球菌有跨膜结构,剩下其余几种微生物均没有跨膜结构。具有2个蛋白功能域,分别为Peptidase S8 familyi、Fn3_5like domain。     

蚯蚓养殖对吹填土的改良效果

通过蚯蚓养殖田间对比试验,研究蚯蚓养殖对吹填土土壤理化性质的影响。结果表明,与养殖蚯蚓的对照区相比,养殖蚯蚓的试验区土壤含盐量降低70.00%,表层土壤容重降低22.56%,非毛管孔隙度提高5.71个百分点,渗透率提高5.55 mm·h~(-1),土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质分别提高了74.58%,230.76%,60.48%,103.80%。可见,养殖蚯蚓可有效降低吹填土含盐量,同时可有效改善土壤养分及物理结构。