铜绿假单胞菌菌剂载体的筛选

为将铜绿假单胞菌应用于重金属污染环境的生物修复,以硅藻土(1~3 mm)、硅藻土(3~6 mm)、活性炭和轻石为材料,通过测定不同材料的吸水率、菌体吸附与释放作用及制备菌剂的活菌数,筛选出适宜的菌剂载体.结果表明,在设定的载体浓度下(0~20 g·L-1),不同载体的菌体去除率随浓度提高而增大,Q值在4.90%~49.60%之间;载体负载量随浓度提高而减小,L值在923.33~82.83 mg·g-1之间;硅藻土、活性炭的Q值在30 min达到最大.硅藻土(1~3 mm)、硅藻土(3~6mm)、活性炭和轻石的吸水率依次为60.3%、43.3%、23.4%和33.1%;以上4种载体制备的菌剂(菌剂A、B、C和D)的活菌释放率依次为27.4%、28.8%、19.7%和37.1%.室温保存30 d后,菌剂A活菌数为6.25×108CFU·g-1,减少了78.4%,菌剂B活菌数为1.12×1010CFU·g-1,是初始值的5.38倍,菌剂C的活菌数为2.95×108CFU·g-1,减少了73.9%,菌剂D的活菌数为3.61×109CFU·g-1,增殖了127.0%.可见,载体浓度及吸附时间显著影响其对菌体的吸附作用,3~6 mm硅藻土的负载量适中,菌体存活率高,活菌释放率高,可作为铜绿假单胞菌的菌剂载体.     

紫苏叶片响应镉胁迫的蛋白质差异表达分析

为阐明紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]响应镉胁迫的分子机制,应用营养液加镉法,采用蛋白质组学技术分析了紫苏叶片响应镉胁迫3周的蛋白质表达差异。结果表明,镉胁迫下紫苏叶片有25个蛋白发生差异表达,其中20个蛋白质得到LC-MS/MS鉴定:光合作用相关蛋白3个,能量代谢相关蛋白11个,胁迫相关蛋白1个,蛋白质代谢相关蛋白2个,基因表达相关蛋白1个,结构蛋白1个,生物合成与解毒相关蛋白1个。在浓度为2.0 mg·kg-1、5.0 mg·kg-1、10.0mg·kg-1镉胁迫下,紫苏叶片中ATP合成酶、丝氨酸羧肽酶、植物细胞色素P450均上调表达,Rubisco大亚基、核糖体蛋白S3和肌动蛋白表达均下调。光合系统Ⅱ稳定/装配因子HCF136及胁迫反应蛋白乙酰辅酶A硫酯酶在低浓度镉(2 mg·kg-1)处理下表达上调,在高浓度镉(5 mg·kg-1,10 mg·kg-1)处理下表达下调;磷酸核酮糖激酶/尿苷激酶家族蛋白在2 mg·kg-1和5 mg·kg-1镉处理时表达上调,10 mg·kg-1镉处理时不变;逆转录转座子蛋白在10 mg·kg-1镉处理时表达下调。可见,紫苏叶片通过增强能量代谢、降低光合作用、改变蛋白代谢与基因表达和提高解毒能力,增强了镉耐性。     

看麦娘叶片对化感小麦根水提液的生理响应

为阐明小麦化感抑草的生理机制,选择强化感小麦‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗10103’,通过添加浓度为0.2%、0.5%和1.0%的小麦根水提液进行水培试验3周后,测定了各处理看麦娘的鲜重,分析叶片中叶绿素(SPAD值)、可溶蛋白、MDA、类黄酮、总酚的含量以及SOD、POD、CAT活性。结果表明,水提液处理显著抑制了看麦娘的生长,抑制率在不同处理浓度及小麦品种间均存在显著差异,强化感小麦的抑制率显著高于弱化感小麦。在处理浓度范围内,不同小麦根水提液的抑制率大小依次为‘115/青海麦’(24.7%~74.3%)‘92L89’(15.7%~71.6%)‘抗10103’(13.8%~61.4%);0.2%、1.0%和5.0%水提液处理的抑制率大小依次为13.8%~24.7%、41.7%~66.4%和61.4%~74.2%。看麦娘叶绿素含量(SPAD值)随处理浓度增大显著降低,可溶蛋白含量,SOD、POD、CAT活性,MDA、类黄酮含量随处理浓度增大显著升高,强化感小麦对看麦娘的生理刺激作用高于弱化感小麦。1.0%‘115/青海麦’及5.0%各小麦水提液处理的看麦娘总酚含量高于对照。可见,小麦化感胁迫提高了看麦娘的保护酶系统活性,增强了抗氧化物质代谢,但显著增强了细胞膜脂质过氧化和叶绿素降解,不利于靶标植物看麦娘的生长。     

低氮胁迫下小麦抑草作用的化感效应与资源竞争分析

化感效应和资源竞争在作物抑草中起重要作用。为区分低氮胁迫下小麦抑草作用的化感效应与资源竞争,以强化感小麦品种‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗10103’为材料,设置氮水平为25 mg·L-1、50mg·L-1、100 mg·L-1和200 mg·L-1的水培试验,通过小麦与看麦娘共培、应用含小麦根系分泌物的小麦-看麦娘共培液处理看麦娘,分别测定了小麦对看麦娘的生物干扰作用、化感效应及资源竞争效应。结果表明,不同化感潜力的小麦对看麦娘的抑制能力存在显著差异,抑制率大小为‘115/青海麦’(55.1%~73.9%)‘92L89’(48.9%~65.9%)‘抗10103’(15.4%~45.5%),且抑制率随氮水平的降低而增大。在小麦的抑草作用中,化感效应与资源竞争并存。低氮胁迫条件下,强化感小麦抑草能力增强主要通过提高化感效应实现;弱化感小麦抑草能力增强主要通过提高资源竞争实现。不同化感潜力小麦的抑草作用在低氮胁迫下表现出不同的生态策略。小麦抑草作用的化感效应均随氮水平降低而增大,其抑制率随氮水平的变化可用一元二次方程加以拟合。     

看麦娘根系对小麦根水提液化感作用的生理响应

为探讨小麦化感作用机理,以强化感小麦‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗10103’材料,设置小麦根水提液浓度为0%、0.2%、1.0%和5.0%的水培试验,测定了看麦娘根系对小麦根水提液化感作用的生理响应。结果表明,小麦根水提液处理显著抑制了看麦娘根的生长,根鲜重抑制率随处理浓度的升高而增大,强化感小麦的抑制率高于弱化感小麦。当处理浓度达5.0%时,不同化感小麦间无显著差异。‘115/青海麦’、‘92L89’和‘抗10103’根水提液处理后,看麦娘的根系活力的抑制率分别为52.0%~59.6%、46.5%~55.0%和27.2%~44.7%,但前二者间无显著差异;看麦娘根系中可溶蛋白含量、SOD、POD、CAT活性及MDA含量显著升高;SOD和POD活性大小均表现为‘115/青海麦’‘92L89’≈‘抗10103’;CAT活性随处理浓度的升高显著增大,但不同品种小麦间无显著差异。‘115/青海麦’、‘92L89’和‘抗10103’根水提液处理的看麦娘根系MDA含量依次是对照的10.9~25.5倍、5.9~24.2倍和1.2~6.8倍。小麦化感作用引起看麦娘根系细胞膜脂氧化胁迫,并诱导看麦娘根系抗氧化物质类黄酮和总酚含量的合成。可见,降低根系活力、增强保护酶系统活性及抗氧化物质代谢是看麦娘应答小麦化感作用的生理响应。