不同栽培措施对紫苏镉富集能力的影响

为探讨种植密度、施肥及种植方式对紫苏镉富集能力的影响,通过田间随机区组试验,分析了不同栽培措施下紫苏各部位的镉含量及镉富集总量。结果表明,种植密度和种植方式显著影响紫苏不同部位镉的吸收和积累,施肥方式显著影响紫苏茎叶和籽粒中镉的吸收和积累。低密度种植D1(行株距30cm×20cm)和移栽种植方式(P1)可提高紫苏地上部及全株镉含量,施用有机肥(F1)可提高紫苏籽粒镉含量。镉迁移系数(TF)和富集系数(BCF)随种植密度的增大而减小,移栽紫苏的TF和BCF高于直播紫苏。低密度、移栽种植处理的紫苏镉含量(4.57~5.08mg·kg~(-1))、TF(1.43~1.75)和BCF(2.08~2.24)均处于最高水平。低密度(D1)和高密度栽培D3(行株距20cm×20cm)紫苏镉富集总量无差异,均显著高于中密度D2(行株距25cm×20cm)栽培紫苏镉富集总量。田间栽培条件下镉在紫苏不同部位的分配比例:茎叶根部籽粒,其中地上部的平均分配比为83.11%。总之,混合施肥促进直播紫苏镉富集,施用复合肥有利于移栽紫苏镉向地上部迁移,适宜的高密度可提高紫苏对镉污染土壤的修复效率。     

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。     

水稻根际耐镉细菌碳源代谢功能分析

为探明前期分离得到的3株水稻根际耐镉细菌碳源代谢特性,在进行生理生化鉴定的基础上,采用BIOLOG ECO微平板法,分析了3株细菌(菌株A、菌株B和菌株C)的碳源代谢功能。生理生化试验结果表明,3株菌均属于革兰氏阴性细菌,且均具有极生鞭毛,菌株C的生理生化鉴定为铜绿假单胞菌,菌株A与菌株B为假单胞菌属的其他种,结果与之前的分子生物学鉴定结果一致。BIOLOG分析结果表明,3株菌株在培养72 h的AWCD(平均颜色变化率)均接近最大值,在培养24 h时的AWCD存在显著差异,这种差异主要体现在对氨基酸的利用上。在对提供的31种单一碳源利用上,3株菌对N-乙酰-D-葡萄糖胺、L-精氨酸、L-天冬酰胺、甲叉丁二酸、腐胺、4-羟基苯甲酸、丙酮酸甲酯、吐温-40和吐温-80的利用率均较高,且对L-精氨酸、甲叉丁二酸、丙酮酸甲酯的利用率存在显著差异。本研究结果对深入了解耐镉菌株增殖所需要的碳源以及将来优化耐镉细菌最适培养基提供了理论依据,也为构建相应的基因工程菌提供了微生物资源。     

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。     

“草-牧-沼-蔬”循环农业模式的经济效益分析

介绍了"草-牧-沼-蔬"循环农业模式,初步分析了这一模式各个环节的经济效益。结果表明,在2011-2012年两年间,"草-牧-沼-蔬"循环农业模式取得了良好的经济效益及生态效益。建议通过政府补贴或农企共同合作发展有助于发展循环农业,降低运行成本及其市场风险。     

铜绿假单胞菌对镉胁迫水稻苗期生长与镉积累的影响

稻米重金属污染是人们广泛关注的严重问题,微生物钝化是阻遏环境重金属进入生物循环的有效途径之一。为了解铜绿假单胞菌对苗期水稻镉污染的缓解效应,本文以无镉处理为对照,通过添加20μmol×L~(-1)镉的水培试验,研究了铜绿假单胞菌、载体A(硅藻土,粒径1~3 mm)、载体B(硅藻土,粒径3~6 mm)、载体C(活性炭,比表面积1 000 m~2×g-1)以及铜绿假单胞菌与载体制备的菌剂A、菌剂B和菌剂C对水稻生长、镉含量及镉积累量的影响。结果表明,20μmol×L~(-1)镉处理显著抑制了水稻根长、株高的生长和干物质积累,添加菌液及菌剂A、B、C后,水稻生长状况得到显著改善,总生物量比镉处理(0.523 g×株~(-1))提高38.5%~67.3%,以菌剂B处理的水稻生物量最高。水稻根、茎鞘、叶以及地上部镉含量显著降低,其中添加菌剂A、菌剂B、菌剂C及活性炭处理的水稻地上部镉含量分别比镉处理(101.3 mg×g~(-1))下降45.9%、47.9%、59.9%和59.9%,迁移系数降低16.7%、25.0%、33.3%和33.3%,富集系数减少48.1%、48.8%、58.8%和60.9%。添加活性炭、菌剂A和菌剂C处理的水稻单株镉积累量降低18.2%、9.5%和24.3%,添加菌剂B以及依次含有56.4 mL、45.3 mL、28.4 mL菌悬液的菌液A、菌液B和菌液C处理,其镉积累量依次增加15.0%、30.4%、14.9%、16.9%,说明菌株通过提高作物生物量增加了镉积累。综上,铜绿假单胞菌可显著促进镉胁迫水稻的生长,降低水稻的镉含量,抑制镉的迁移,降低水稻镉的有效性;菌剂A、B、C表现出良好的镉钝化能力,表明铜绿假单胞菌可为环境镉污染的生物修复提供新菌株。     

基于响应面法的耐镉假单胞菌TCd-1培养条件优化

  目的  利用响应面法优化耐镉菌株假单胞菌Pseudomonas TCd-1的培养条件。  方法  以基础发酵培养条件为对照，菌株吸光度D(660)作为评价指标，利用单因素试验确定培养基组分的最佳碳源、氮源和无机盐种类，通过Plackett-Burman试验设计评价牛肉膏、酵母粉、氯化镁、培养温度、初始pH、接菌量、培养时间和转速8个因素对菌株生长的影响，进而确定显著影响因素，然后进行最陡爬坡试验获得显著影响因素的最优组合，结合Box-Behnken试验设计和响应面分析，优化假单胞菌TCd-1的培养条件。  结果  菌株培养基组分的最佳碳源、氮源和无机盐分别为牛肉膏、酵母粉和氯化镁；影响菌株生长的显著性因素为酵母粉、培养温度、初始pH；基于响应面法优化后的培养条件为:牛肉膏质量分数为0.5%，酵母粉1.0%，氯化镁0.5%，pH 6.3，温度33 ℃，接菌量1.25%，转速160 r·min?1，培养时间24 h。  结论  根据最佳条件, 进行重复试验得到优化后的菌液吸光度D(660)比对照提高了67.07%，与模型预测值相一致，表明优化后的条件显著促进了菌株的生长，达到预期目的。图1表6参26     

尤溪联合梯田生态系统服务价值分析

[目的]了解全球农业文化遗产地尤溪联合梯田生态系统的生态价值。[方法]采用市场价值法、替代成本法和当量因子法等生态价值评价方法,评估联合梯田生态系统的服务价值。[结果]联合梯田生态服务总价值为157 792.09万元,其中土壤肥力保持价值86 857.73万元,占55.05%;向社会提供产品形成的经济价值28 271.80万元,占17.92%;文化服务价值17 200万元,占10.90%;水调节价值7 046.82万元,占4.46%;气体调节价值6 787.87万元,占4.30%;生物多样性价值6 349.71万元,占4.02%;环境净化价值3 749.40万元,占2.38%;气候调节价值1 528.76万元,占0.97%。[结论]联合梯田生态价值要大于经济价值与文化服务价值,仅考虑产品供给将严重低估其生态系统服务价值。