Increased degradation of phenanthrene in soil by Pseudomonas sp. GF3 in the presence of wheat

A phenanthrene-degrading bacterial strain Pseudomonas sp. GF3 was examined for plant-growth promoting effects and phenanthrene removal in soil artificially contaminated with low and high levels of phenanthrene (0, 100 and 200 mg kg⁻¹) in pot experiments. Low and high phenanthrene treatments significantly decreased the growth of wheat. Inoculation with bacterial strain Pseudomonas sp. GF3 was found to increase root and shoot growth of wheat. Strain GF3 was able to degrade phenanthrene effectively in the unplanted and planted soils. Over a period of 80 days the concentration of phenanthrene in soil in which wheat was grown was significantly lower than in unplanted soil (p<0.05). At the end of the 80-d experiments, 62.2% and 42.3% of phenanthrene had disappeared from planted soils without Pseudomonas sp. GF3 when the phenanthrene was added at 100 and 200 mg kg⁻¹ soil, respectively, but 84.8% and 70.2% of phenanthrene had disappeared from planted soils with the bacterial inoculation. The presence of vegetation significantly enhances the dissipation of phenanthrene in the soil. There was no significant difference in soil polyphenol oxidase activities among the applications of 0, 100 and 200 mg kg⁻¹ of phenanthrene. However, the enzyme activities in planted and unplanted soils inoculated with the strain Pseudomonas sp. GF3 were significantly higher than those of non-inoculation controls. The bacterial isolate was also able to colonize and develop in the rhizosphere soil of wheat after inoculation.     

线性和非线性方法估计单宁酸共存下形成的无定形铝氧化物上菲的吸附等温线参数比较

采用批实验研究了菲在单宁酸干扰下形成的不同晶形铝氧化物上的吸附现象,并用不同的吸附等温线方程对吸附平衡数据进行了拟合,重点比较了线性和非线性回归方法估计吸附等温线参数的差异。结果表明:菲在各种晶形的铝氧化物上都有明显的吸附,但并不是完全随着单宁酸含量和结晶度的变化而规律性变化。吸附平衡数据以Langmuir、Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich吸附等温方程,用不同的回归方法估计的等温线参数值均有显著性差异。线性回归得到的参数有不确定性,表明用线性回归来判断吸附等温线能否对吸附平衡数据进行最优拟合是不可靠的。相反,非线性回归能较好地确定菲在不同晶形铝氧化物上的最佳吸附等温线及相应参数。采用R2和χ2共同检验发现,菲在4种不同结晶度(单宁酸与铝的摩尔比(MR)=0,10-3,10-2,10-1)铝氧化物上的最佳吸附等温线方程并不尽相同,分别为Freundlich,Freundlich,Dubinin-Radushkevich和Freundlich,反映了各种晶形的铝氧化物的表面异质性。修正的Freundlich方程比较不同晶形铝氧化物对菲的相对吸附容量顺序为:MR=10-3MR=10-2MR=0MR=10-1。由此,认为菲在无定形铝氧化物上的吸附是熵驱动的结果。     

低分子量有机酸作用下土壤中菲和芘的残留及形态

采用微宇宙试验方法,以菲和芘为多环芳烃(PAHs)代表物,研究了几种低分子量有机酸作用下黄棕壤中菲和芘的残留和形态。结果表明,老化60 d后土壤中菲和芘的残留含量明显减少;不施加有机酸的对照土壤中,菲和芘的残留含量为10.13和29.18 mg kg-1,去除率为87.33%和63.50%。与对照相比,供试浓度(0～64 mg kg-1)范围内,柠檬酸、草酸、酒石酸等3种低分子量有机酸作用下土壤中PAHs残留含量提高,去除率减小,表明供试条件下有机酸抑制土壤中菲和芘的降解;进一步分析发现,少量(≤4 mg kg-1)的有机酸即可对PAHs降解产生高的抑制效果。微生物降解在PAHs的去除中起重要作用,且芘比菲更抗微生物降解。供试条件下,可脱附态和有机溶剂提取态是土壤中菲和芘存在的主要形态,而结合态残留占总残留的比例很小(<8.5%)。3种有机酸均提高了土壤中可脱附态和有机溶剂提取态菲和芘的残留含量,施加有机酸使土壤中菲和芘的可脱附态含量较对照分别提高了46.67%～749.1%和1.83%～80.20%,有机溶剂提取态则提高了8.73%～375.2%和22.63%～114.3%;低分子量有机酸作用下结合态的菲和芘含量仍很小。     

酶抑制剂对高羊茅代谢菲的影响

[目的]研究了酶抑制剂对高羊茅代谢多环芳烃的影响。[方法]选取不同浓度Vc和Na2SO3处理高羊茅。[结果]高浓度Vc和Na2SO3可以抑制高羊茅对菲的代谢,低浓度时,反而会促进高羊茅对菲的代谢。这可能是由于高浓度酶抑制剂处理中,植物的酶活不会再生,而低浓度酶抑制剂的处理中,植物的酶活会很快再生所致;并且相对于未使用酶抑制剂的对照植物,用低浓度抑制剂处理后,植物酶活会有所提高。[结论]为有效去除多环芳烃,降低其对生态安全和人类健康的危害提供科学依据。     

利用改进的生物反应器研究不同通气条件下土壤中菲的降解

利用自行设计的生物反应器进行多环芳烃菲污染土壤的生物修复研究。在控制土壤水分、养分的情况下 ,设 6个通气处理 ,分析测定各处理的土壤菲降解率、微生物量、多酚氧化酶以及土壤酸度的动态变化。为期 6 0天的试验结果表明 ,通气量为 0 .0 8m3 h-1时 ,菲的降解率最高 ,达 72 .6 % ;与对照相比 ,微生物量最多 ,其中细菌、真菌都显著高于对照 ;多酚氧化酶活性也最高。通气量为 0 .0 8m3 h-1处理还可以控制土壤中酸度的变化 ,保持土壤中pH的稳定 ,从而更快地降解污染土壤中的菲。较高的菲降解率与通气改变土壤条件有关。在本实验的条件下 ,反应器中土壤细菌、真菌数量增加 ,多酚氧化酶活性提高 ,土壤保持稳定的pH值是土壤中菲降解率提高的主要原因。因而 ,改进的反应器具有较高的降解效果。本研究还表明 ,利用生物反应器能够快速、高效地消除土壤中的有机污染物 ,实现有机污染土壤的离位生物修复。     

土壤不同粒径组分对菲的吸附解吸行为的研究

有机污染物在土壤环境中的行为主要取决于它们与土壤不同组分之间的相互作用,土壤不同粒径组分中有机质的含量和结构特征以及矿物组成不同,它们对有机污染物的环境行为影响也不同。本研究用物理方法将两种不同类型土壤水稻土(SEBC-07)和红壤(SEBC-13)分成粒径大小不同的土壤组分(<2μm、2~20μm、20~54μm、54~105μm、105~280μm、>280μm),研究了它们对菲的吸附解吸行为。SEBC-07土样不同粒径组分对菲的吸附容量(Kf)从大到小顺序为:2~20μm、20~54μm、54~105μm、<2μm、>105μm;SEBC-13土样不同粒径组分的Kf值从大到小顺序为:20~54μm、<2μm、2~20μm、54~105μm、105~280μm、>280μm。除<2μm和20~54μm的粒径组分外,有机质含量较高的水稻土不同粒径组分对菲的吸附容量都明显高于有机质含量较低的红壤。两种土壤20~54μm组分的Koc值都最大,然后向粒径增大和减小的方向都逐渐降低。不同粒径组分的Kf和Koc值与它们的理化性质(有机碳含量、比表面积)都没有显著的相关性。两种土壤的不同粒径组分对菲的解吸都有不同程度的滞后现象。     

Alkaloid profiles of the Indian land races of the opiumpoppy Papaver somniferum L.

The capsule husks of a set of 115 Indian land races of opium poppy Papaver somniferum L. obtained over two cropping seasons were screened for the percent contents of papaverine, reticuline, narcotine, thebaine, codeinone, codeine,morphine and oripavine. Among the accessions screened 36, 7 and 1 didnot accumulate papaverine, papaverine and narcotine and codeine and morphine, respectively. The alkaloid profiles and correlations between alkaloids in all the four classes of accessions showed thatin the Indian genetic resources of P.somniferum (a) morphine is synthesized from codeine rather than oripavine, (b) net alkaloid contents are low under narcotine deficiency, and (c)accumulation of morphine and codeine was limited upstream of codeine and morphine. The accessions identified to be harboring genetic blocks in the phenenthrine and benzylisoquinolinebiosynthetic pathways will be useful for understanding the genetic control of secondary metabolism in opium poppy.     

土壤食细菌线虫对菲降解的影响

以菲作为多环芳烃污染物的代表,通过室内培养试验研究了在菲降解菌恶臭假单胞菌存在与否的条件下,接种食细菌线虫对未灭菌土壤中菲去除的影响。析因设计包括4个处理:单独接种恶臭假单胞菌(B),单独接种食细菌线虫(N),同时接种食细菌线虫和恶臭假单胞菌(BN)以及未接种线虫和细菌的对照(CK);分别在培养后第0、5、14、28天进行破坏性采样,测定土壤中菲的残留量,食细菌线虫和恶臭假单胞菌的数量,土壤FDA(荧光素二乙酸酯)水解酶、过氧化氢酶的活性。结果显示,相比CK,在培养前期(0~14天),处理N提高土壤中菲的去除率;而在培养后期(14~28天),BN处理降解菲的优势逐渐显现出来。在培养结束(28天)时,各处理菲的去除率依次为BN(48.2%)B(45.1%)N(44.4%)CK(43.5%)。试验结果还表明,接种食细菌线虫能显著(p0.05)促进细菌以及土壤酶活性。总之,食细菌线虫和细菌的交互作用可能促进土壤中菲的降解。     

阴-非离子表面活性剂对污染土娄土中菲和萘的洗脱

旨在以最少的增效试剂用量达到最大的增效修复效果,采用批处理方法,研究在临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)之下,阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂TritonX-100、Brij35和Tween80,以及在CMC浓度之上的Brij35和Tween80对污染土娄土中菲和萘总的洗脱效果。结果表明,在CMC以下,随着单一表面活性剂质量浓度的增大,菲和萘的总洗脱百分数逐渐增大,不同表面活性剂洗脱百分数大小顺序为SDSTween80TritonX-100Brij35,其洗脱机理主要归因于表面活性剂分子对疏水性有机物在水介质中溶解度的增加。混合表面活性剂对菲和萘污染土娄土具有较好的修复效果,其最佳洗脱质量浓度比为Tween80∶SDS=3∶5、TritonX-100∶SDS=1∶8、Brij35∶SDS为21∶200时,洗脱百分数达到100%。离子强度增加有利于增加SDS对菲和萘的洗脱百分数,而不利于增加非离子表面活性剂对菲和萘的洗脱百分数。质量浓度低于CMC的表面活性剂溶液以增溶的方式促进菲和萘从土壤中洗脱,阴-非离子表面活性剂混合使用可以高效净化土壤中的污染物菲和萘。     

少动鞘氨醇单胞菌ZX4儿茶酚2,3-双加氧酶基因的克隆与表达

应用PCR方法克隆了少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)ZX4菌株的儿茶酚2,3-双加氧酶基因(c230-ZX4)。核苷酸序列测定与分析表明,该基因片段全长924 bp且具有一个完整的阅读框,编码306个氨基酸残基。该基因与已报道的来自菌株S.yanoikuyae B1和Sphingomonas sp.KMG425的xylE基因(编码产物均为C230)具有较高的核酸序列同源性,分别为94.37%和94.05%。通过HindⅢ和XhoⅠ两个限制性酶切位点将该基因连接到质粒pET30(a) 上得到重组表达质粒pET-S3,并在E.coli BL21进行了表达,得到了42.3 kD的融合蛋白。酶活测定发现该基因工程菌株的发酵产酶活力明显高于出发菌株。