构树对菱镁矿区破损土地的生态适应性

[目的]研究菱镁矿粉尘对土壤理化性质的影响以及构树对镁粉尘污染土壤的耐受性.[方法]采用盆栽试验,室内模拟氧化镁粉尘沉降、人工掺和废矿堆.[结果]当镁粉尘施加量小于10％时,促进构树生长,当土壤镁含量为4.17 g/kg时,构树单株生物量达3.46g,明显大于洁净土壤的生物量（2.81 g）;构树对生长土质的要求低,土壤中矿石含量25％时,生物量最大为6.12g,明显比洁净土壤生物量高出3.31 g;施加镁粉尘明显改变了构树生长土壤的理化性质,pH由6.78升到9.48,电导率先增加到651.8 μS/cm后降至375.7 μS/cm,速效磷含量从52.1 mg/kg降至16.9 mg/kg,全镁含量从1.403 g/kg升至9.015 g/kg.[结论]构树对镁具有较强耐受能力,并对生长土质要求低,在不同程度破损土质中均能健康生长,在修复菱镁矿区镁污染土地方面具有相当大的潜力.     

不同葡萄籽酿酒残渣水平全混合日粮在育肥羊瘤胃内的有效降解率

本试验旨在评定不同葡萄籽酿酒残渣水平全混合日粮(TMR)在育肥羊瘤胃内的有效降解率。选取3只安装永久性瘤胃瘘管、平均体重为(35.0±3.7)kg的哈萨克去势公羊作为试验动物,共进行5期试验,各期分别以5种不同葡萄籽酿酒残渣水平[0(TMR1)、4.17%(TMR2)、8.33%(TMR3)、12.50%(TMR4)、16.67%(TMR5)]的TMR进行瘤胃灌注试验,按葡萄籽酿酒残渣水平由低到高依次进行。每期15 d,其中第1~7天为预试期,第8~12天为连续灌注期,第13~15天为采样期。同时在每期的第13~15天进行尼龙袋试验。采用醋酸镱(Yb-ac)作为食糜标记物,绘制浓度衰减曲线并利用非线性回归法来拟合外流速度;评定干物质(DM)、有机物(OM)及粗蛋白质(CP)的降解动力学参数,计算瘤胃有效降解率。结果表明,葡萄籽酿酒残渣水平与瘤胃食糜外流速度之间呈显著正相关的直线关系(r=0.607 0,P0.05);DM、OM和CP的有效降解率均随着TMR葡萄籽酿酒残渣水平的增加而先下降后趋于稳定或略有上升,TMR4组和TMR5组均显著低于TMR1组(P0.05);5种TMR均为瘤胃能氮负平衡型,瘤胃能氮平衡(RENB)值均随葡萄籽酿酒残渣水平的增加呈线性下降趋势(P=0.005 5)。总之,育肥羊TMR中葡萄籽酿酒残渣的适宜水平为8.33%~12.50%。     

运用MSAP研究镉胁迫对拟南芥幼苗基因甲基化的影响

DNA甲基化是表观遗传学的重要组成部分,并在环境胁迫响应中起重要作用。运用甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)技术研究0、0.5、1.5、5.0 mg·L-1Cd2+处理对拟南芥幼苗全基因组DNA甲基化水平的影响,结果表明:(1)不同浓度镉处理19 d后,叶片数、地上部鲜重无明显变化,但根长受到显著抑制;(2)选取10对引物扩增DNA酶切产物,所得三个镉处理造成的拟南芥基因组MSAP%均高于对照(35%);(3)随着镉处理的增大,拟南芥基因组甲基化(M)型条带依次减少,去甲基化(D)型条带逐渐增加,并且条带亮度也有所变化;(4)将特异性条带克隆测序后发现,mRNA、假设蛋白、表达蛋白、用于编码假定蛋白的mRNA序列V型质子ATP酶亚组、叶绿体中光合体系II CP47基因、叶绿体DNA、rRNA重复单元、核糖体蛋白等多种序列均存在甲基化修饰现象。这些特异序列可为我们寻找镉胁迫的生物标记物及胁迫响应的机理研究提供一定的依据。     

微生物胞外聚合物对土壤中芘降解效果的促进作用

研究外加不同浓度胞外聚合物（ EPS ）对芽孢杆菌和黑曲霉降解土壤中芘效果的影响。结果表明,在100 mg／kg芘污染土壤中添加芽孢杆菌 EPS由411．78 mg／kg 增加到2779．54 mg／kg,土壤中芘的残余浓度减少6．27 mg／kg;向土壤中接种芽孢杆菌0．86亿 CFU／kg,芘的降解率为36．99％, EPS 由411．78 mg／kg 增加到2779．54 mg／kg,芘残留浓度下降到47．72 mg／kg。黑曲霉EPS由1387．68 mg／kg增加到3844．37 mg／kg,土壤中芘的残余浓度由42．36 mg／kg降至31．12 mg／kg;向土壤中接种黑曲霉1．0亿CFU／kg,EPS浓度由1387．68 mg／kg增加到3844．37 mg／kg,芘残留浓度降至38．15mg／kg。因此,真菌和细菌的EPS具有较强的降解土壤中芘的能力,且EPS浓度越高土壤中芘的降解效果越好。     

苯并[a]芘对毛霉EPS特征的影响

为了明确毛霉胞外聚合物(Extracellular polymertic substances,EPS)在多环芳烃修复中的作用机理,研究了不同浓度苯并[a]芘(BaP)诱导下毛霉EPS的提取量(TOC)和主要化学成分含量(糖类、蛋白质、腐植酸和DNA)的变化规律,采用三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等方法分析了不同条件下EPS蛋白含量和自身结构的变化。结果表明,当BaP浓度为40 mg·L~(-1)时,单位生物量所产生的毛霉EPS的提取量、糖类含量、蛋白质含量和腐植酸含量均达到最大值,分别为1 407.22 mg·g-1、700 g·g-1、564 g·g-1和174 g·g-1;3D-EEM结果显示,当BaP浓度为40 mg·L~(-1)时,荧光类蛋白质(峰A和峰B)强度分别达到最大值68.91 a.u和245.6 a.u;FTIR分析结果表明,在BaP的诱导下,与空白相比,EPS的细胞质蛋白质酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带向长波方向发生了红移现象;SEM分析结果显示,随BaP浓度的增大,毛霉EPS表面逐渐呈现板结现象,当BaP浓度为40 mg·L~(-1)时,毛霉EPS呈毛绒状,孔隙达到最大。以上分析结果表明,BaP破坏毛霉EPS原有结构,低浓度BaP促进真菌EPS的分泌,EPS中的蛋白质和多糖在毛霉代谢降解BaP过程中起到了主要作用。     

不同稳定化材料对镉砷复合污染土壤稳定化修复效果研究

  目的  探究4种稳定化材料（碱性硼泥、酸性硼泥、高岭土和铁改性生物炭）对镉砷复合污染土壤高效同步稳定化修复的效果。  方法  选用碱性硼泥、酸性硼泥、高岭土和铁改性生物炭4种稳定化材料,分别以0.5%、1%、2%、5%的比例添加于镉砷复合污染土壤中进行恒温恒湿培养,研究不同稳定化材料添加对土壤pH值及镉、砷有效态含量的影响。  结果  除碱性硼泥外,其他3种材料均降低了土壤pH值,其中5%铁改性生物炭对土壤pH降低最为显著,处理21 d后土壤pH值下降了3.12个单位。5%铁改性生物炭对砷稳定效果最佳,稳定效率为57.17%,其次是5%高岭土和5%酸性硼泥,稳定效率分别为40.40%和33.37%;5%铁改性生物炭对镉稳定效果也为最佳,稳定效率为35.03%,其次是5%的碱性硼泥,稳定效率为28.20%。  结论  综合考虑土壤镉－砷的同步稳定化修复效果,铁改性生物炭的修复效果明显优于其它3种稳定材料。     

植物位点特异性甲基化研究的引物设计及PCR体系优化

通过设计大量引物,探索在植物甲基化引物设计中长、短引物的设计方法及其相应的PCR条件,同时比较不同Taq酶对甲基化率影响。结果表明:17~30 bp短引物适合使用Touch-down程序PCR,但特异性差、成功率低;31~50 bp长引物使用55℃退火60℃延伸的PCR条件成功率最高,其中反向引物的长度及Tm小于正向引物较佳;高保真酶因其3′→5′外切酶活性不宜用于甲基化研究,而Epi TaqTMHS在PCR结果中表现最佳。     

芘对毛霉胞外聚合物质特性的影响

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,简称PAHs)是由2个以上苯环连在一起的化合物,具有强烈的致癌、致畸、致突变作用,属于持久性有毒有害有机污染物。由于胞外聚合物(extracellular polymeric substances,简称EPS)的成分性质,EPS对PAHs有较高的降解效果。因而EPS在去除PAHs过程中的应用越来越受到重视。为研究芘对毛霉EPS产生的影响,分析比较不同浓度芘诱导后毛霉EPS的特征、生化成分和生物降解效果。用浓度梯度为0、10、20、40、80、120 mg/L的芘诱导毛霉,提取EPS进行表征及降解试验。结果表明,随着芘浓度的增加,毛霉EPS粉末表面松散程度增强,孔隙数量变多而且直径变大;EPS的蛋白质含量、多糖含量、类腐殖质含量均逐渐增长,并且当芘浓度达到80 mg/L时,这些值均达到峰值(EPS提取量为1 561 mg/L,糖类含量为1 042 mg/L,蛋白质含量为562 mg/L,类腐殖质含量为312 mg/L)。当芘浓度为120 mg/L时,毛霉EPS粉末又重新变成板结状;EPS提取量和各种生化成分均减少,对芘的降解率也降低。与其他毛霉相比,以80 mg/L芘诱导后的毛霉EPS对芘有更强的生物降解能力。     

改进亚硫酸盐测序技术研究拟南芥DNA甲基化水平

DNA胞嘧啶甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式,在细胞增殖、分化、发育、基因组印迹、基因表达调控等过程中起着重要作用.随着对DNA甲基化研究的深入,各种DNA甲基化检测方法被开发出来满足不同类型的研究需求.通过实验建立的一种改进亚硫酸盐测序技术,将拟南芥基因组DNA经酶切纯化后,用亚硫酸盐修饰液修饰,将PCR产物克隆到pEASY-T1载体上,每个样品随机挑取15个阳性克隆,测序分析,研究拟南芥错配修复基因MutL-homologue 1 (MLH1)启动子区域的甲基化水平.结果表明:与传统亚硫酸盐测序法相比,改进方法有利于DNA完全修饰,既减少了修饰时间,又提高了PCR目的片段的特异性、稳定性和重复性;MLH1基因启动子区域甲基化比率为27.3％,而不是45.6％,避免了非甲基化位点的错认.为植物DNA甲基化分析提供了一种更为理想的研究手段.     

改进MSAP-PCR技术应用于Cd胁迫下拟南芥DNA甲基化分析

全基因组DNA甲基化分析是植物胁迫表观遗传损伤研究的主要方向之一,目前可用手段虽多,然而多数较繁琐,不利于表观遗传损伤的快速诊断。为此应用MSAP-PCR法研究Cd胁迫下拟南芥基因组甲基化变化,并通过优化实验条件、筛选引物(共5条,包括通用引物MLG2和本实验室设计引物AP-1、AP-2、AP-3、AP-4)以及检验多态性和敏感性,综合评估该方法在植物甲基化研究中的应用前景。研究结果发现:该方法模板量选择在150~250 ng并使用4%聚丙烯酰胺凝胶电泳(含50%尿素)分辨PCR产物多态性最佳;该方法对镉敏感性高,在0.2 mg·L^-1 Cd²⁺水平就可检测约30个位点的甲基化多态性;引物AP-4对CpG位点甲基化变化最敏感,而AP-3对CHG位点甲基化变化敏感性最高。该方法操作简便、成本低廉、结果准确且敏感性高,可作为植物全基因组甲基化研究的理想方法,以及植物抗逆研究和环境污染早期诊断的生物胁迫标记物。