低温胁迫对蓝莓枝条呼吸作用及生理生化指标的影响

为明确蓝莓枝条不同部位的耐低温能力,利用人工模拟低温胁迫的方法研究了蓝莓1年生枝条尖端、1年生枝条基端和2年生枝条对低温胁迫的生理响应。结果表明:低温胁迫下蓝莓不同部位枝条的各生理指标之间虽然具有一定的相关性,但不同生理指标的相关系数差异较大,即蓝莓枝条不同生理过程对低温的敏感性明显不同。其中,0℃时1年生枝条特别是其尖端的呼吸速率明显高于2年生枝条,但其呼吸作用对低温也特别敏感,当温度降低到-10℃时即均发生明显的降低,且1年生枝条尖端的降低幅度最大。另外,低温胁迫下1年生枝条尖端的丙二醛(MDA)含量和相对电导率增加幅度也明显大于1年生枝条基端和2年生枝条,即1年生枝条尖端对低温胁迫更为敏感。低温胁迫下不同部位枝条虽可以通过增加可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)等渗透调节物质,以及增强SOD和POD等抗氧化酶活性的方式来提高其抗寒能力,但当温度降低到-40℃时,不但抑制了蓝莓1年生枝条尖端可溶性蛋白的合成,并且1年生枝条尖端和基端的SOD活性较-20℃时也有不同程度的降低,即-40℃时1年生枝条特别是其尖端蛋白质合成的抑制以及抗氧化酶活性的降低可能是导致其蓝莓在我国北方大兴安岭地区易发生冻、干梢现象的主要原因。而1年生枝条基端和2年生枝条具有较强抗低温能力的原因除了其本身代谢活性较低,对低温不敏感外,低温下有效积累渗透调节物质和增强抗氧化酶的活性在降低其膜质过氧化程度和电解质外渗方面发挥了重要的作用。     

Community structure of arbuscular mycorrhizal fungi associated with Robinia pseudoacacia in uncontaminated and heavy metal contaminated soils

The significance of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in soil remediation has been widely recognized because of their ability to promote plant growth and increase phytoremediation efficiency in heavy metal (HM) polluted soils by improving plant nutrient absorption and by influencing the fate of the metals in the plant and soil. However, the symbiotic functions of AMF in remediation of polluted soils depend on plant–fungus–soil combinations and are greatly influenced by environmental conditions. To better understand the adaptation of plants and the related mycorrhizae to extreme environmental conditions, AMF colonization, spore density and community structure were analyzed in roots or rhizosphere soils of Robinia pseudoacacia. Mycorrhization was compared between uncontaminated soil and heavy metal contaminated soil from a lead–zinc mining region of northwest China. Samples were analyzed by restriction fragment length polymorphism (RFLP) screening with AMF-specific primers (NS31 and AM1), and sequencing of rRNA small subunit (SSU). The phylogenetic analysis revealed 28 AMF group types, including six AMF families: Glomeraceae, Claroideoglomeraceae, Diversisporaceae, Acaulosporaceae, Pacisporaceae, and Gigasporaceae. Of all AMF group types, six (21%) were detected based on spore samples alone, four (14%) based on root samples alone, and five (18%) based on samples from root, soil and spore. Glo9 (Rhizophagus intraradices), Glo17 (Funneliformis mosseae) and Acau3 (Acaulospora sp.) were the three most abundant AMF group types in the current study. Soil Pb and Zn concentrations, pH, organic matter content, and phosphorus levels all showed significant correlations with the AMF species compositions in root and soil samples. Overall, the uncontaminated sites had higher species diversity than sites with heavy metal contamination. The study highlights the effects of different soil chemical parameters on AMF colonization, spore density and community structure in contaminated and uncontaminated sites. The tolerant AMF species isolated and identified from this study have potential for application in phytoremediation of heavy metal contaminated areas.     

茶树小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2的克隆与表达分析

[目的]进一步了解茶树小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2在逆境胁迫条件下的分子生物学功能.[方法]利用RT-PCR技术从茶树‘迎霜’中克隆得到CsHSP1 7.2基因,运用生物信息学软件分析其核苷酸和编码蛋白,通过Real-timePCR分析其表达模式.[结果]该基因开放阅读框长度为453 bp,编码150个氨基酸,蛋白质相对分子质量为17.2×10a,理论等电点5.56;无信号肽位点,属于非分泌型蛋白;被定位于细胞质中.系统发育树分析表明,茶树CsHSP1 7.2与水稻(GenBank登录号:P27777)和花生(ABC41131)的进化关系较近,属于小分子量热激蛋白基因家族第Ⅰ亚族.qRT-PCR分析发现,茶树CsHSP17.2属于组成型基因;高温(38℃)处理1h能显著提高CsHSP17.2 mRNA的相对表达量(P＜0.05);干旱(100 g·L-1 PEG 6000)、高盐(200 mmol· L-1 NaCl)和外源脱落酸(200 mg· L-1 ABA)处理条件下,该基因的转录水平均出现不同程度的上调.[结论]克隆得到茶树‘迎霜’小分子量热激蛋白基因CsHSP17.2,其在花中表达量最高,且响应高温、干旱、高盐和外源脱落酸胁迫.     

基于二次正交旋转组合设计的西葫芦果实 贮前热处理条件的优化

为明确热水处理减轻西葫芦果实冷害的最佳处理条件，以“绿丰”西葫芦为材料，电解质外渗率y为冷害的表征指标，在单因素试验基础上，采用二次正交旋转组合试验设计，研究热处理温度x₁、热处理时间x₂对西葫芦果实表征函数影响，并经统计分析，建立数学模型。 结果表明，所得回归方程为y= 142.608 647-0.690 821x₂ + 0.051 444 x₁² + 0.007 499 x₂²，达到极显著水平，且无失拟因素存在；在热处理（43.3℃、28.4 min）的最佳工艺条件下，于（4±0.5）℃低温下胁迫10 d后西葫芦果实电解质外渗率实测值为33.41%，与理论值相对误差为0.95%，较未处理组降低了27.26%。该试验优化西葫芦果实冷害减轻的热处理工艺参数准确可靠、稳定、可行，为西葫芦采后贮藏技术与果蔬冷害防治的进一步研究提供了一定的技术依据。     

左右岸省界缓冲区水质达标评价方法研究

左右岸省界缓冲区作为协调省际间用水关系的重要水域,其水质达标评价及污染责任划分是流域限制纳污红线制度实施的重要内容。从左右岸省界缓冲区的相关概念出发,根据省份的位置关系将其分为缓冲区完全在两省省界上、缓冲区部分在两省省界上以及缓冲区在多省交界上三种情形,并结合左右岸省界缓冲区特点确定调整浓度核算法、代表断面判断法、限制排污总量-污染物入河量评估法等水质达标评价方法,以判断左右岸省份缓冲区的水质达标情况,从而划分缓冲区左右岸省份的污染责任。实例验证模拟显示,确定的方法切实可行,研究方法可为流域污染责任划分提供技术支撑,从而促进限制纳污制度的顺利实施。     

离子交换纤维对麦田土壤铅污染的修复效果

为探讨土壤Pb污染的治理方法,通过盆栽试验,比较了离子交换纤维的两种不同放置方式(分层放置与混匀放置)对麦田土壤Pb污染的修复效果。结果表明,在土壤1 000 mg·kg~(-1) Pb污染水平下,Pb污染处理(T1:Pb胁迫;T2:Pb+在土壤中分三层放置纤维;T3:Pb+在土壤中混匀剪碎的纤维)的土壤pH值、总有机碳含量较对照(CK:未添加Pb和离子交换纤维)有所降低。在小麦成熟期,T2、T3处理下土壤和植株各部位的Pb含量均低于T1处理,其中T3处理变化显著;T2、T3处理中纤维吸附的Pb含量则分别达到115.01和128.26 mg·kg~(-1)。T2、T3处理的Pb富集系数低于T1处理及CK。由此说明,离子交换纤维能够有效吸附土壤中的Pb,降低Pb从土壤向植株的转运能力,且离子交换纤维混匀放置方式的修复效果较好。     

中国农业面源污染排放的空间差异及其动态演变

以2003—2014年为研究时段,在测算农业面源污染排放强度的基础上,综合运用基尼系数和非参数估计方法,研究我国农业面源污染的空间差异及其动态演变,结果表明:1)我国农业面源污染排放总体下降,且表现出明显的空间差异,东部和中部地区的排放强度较高,西部和东北地区则相对较低。2)2003—2014年,中国农业面源污染排放强度的区域差异略微扩大,地区间差异是其总体差异的主要来源。3)核密度估计结果表明,中国农业面源污染排放总体差异表现为"下降-上升-下降"的波动变化趋势。4)马尔科夫链分析表明,中国农业面源污染在不同类型间的相互流动较为微弱,但从长期来看,存在向两极分化发展的趋势特征。     

低温贮藏对猕猴桃果实成熟软化相关基因表达影响

为探究低温对果实采后成熟软化与淀粉降解的影响,以红阳猕猴桃果实为试验材料,研究在低温贮藏期间,猕猴桃果实硬度,可溶性固形物、乙烯、淀粉含量以及淀粉酶相关基因的变化。结果表明,低温贮藏能显著抑制猕猴桃果实采后成熟软化,延缓果实淀粉的降解和可溶性固形物含量的增加,维持贮藏期间果实较高的硬度。低温贮藏抑制乙烯合成关键基因AcACO1和AcACS1的表达,抑制乙烯合成。同时,低温贮藏显著抑制淀粉降解相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcISA3、AcLDA1和AcDPE1的表达。在低温贮藏后期,淀粉酶相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcLDA1和AcDPE1的表达与乙烯释放速率有关。综上,低温贮藏延缓猕猴桃采后成熟软化进程与淀粉降解密切相关,可能主要通过抑制乙烯合成,从而影响贮藏后期淀粉降解速率,最终延缓果实软化进程。本研究结果为猕猴桃采后低温贮藏提供了理论依据。     

基于低影响开发的校园雨水控制及效益分析

以安徽理工大学为研究对象,应用4种低影响开发(LID)方案(植草沟、下沉式绿地、雨水罐和植草沟-下沉式绿地-雨水罐组合)构建雨洪管理模型(SWMM),模拟不同雨水重现期下各种LID方案的水文和水质性能,并评价了经济效益.结果表明:植草沟的径流削减效率最好,可延迟流量峰现时间,且能有效地削减污染负荷;除雨水罐外,另外3种LID实践方案具有良好的环境效益;从成本效益上分析,下沉式绿地和组合LID实践方案的污染物控制效果较好,但其单位削减率成本高,植草沟对污染物控制效果不理想,但其具有最低的单位削减率;若想取得较好的污染物控制效果,则需要投入更大的成本,可以采用下沉式绿地或组合LID实践方案,下沉式绿地或组合LID实践方案不仅能有效削减峰值流量,缓解城市排水管网负荷,且对污染物的削减效果较好.可为中国校园中LID实践的应用决策提供理论支持.