人工湿地处理高氨氮废水中植物的耐受性

选择人工湿地中常用的挺水植物美人蕉和鸢尾作为受试植物,配制不同氨氮浓度的模拟废水进行培养,每隔一段停留时间测试植株生理指标,以期得到植株的氨氮耐受性特征。研究脯氨酸、丙二醛、超氧化物歧化酶、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等表征植株耐受性指标的变化。结果表明,美人蕉叶片中脯氨酸和丙二醛含量均随氨氮胁迫时间的延长呈现先增高后降低的趋势,说明植株对氨氮的胁迫具有一定的适应性。鸢尾叶片中两种物质的含量均明显高于美人蕉。氨氮浓度为200 mg/L时,美人蕉SOD活性变化很小,而鸢尾则呈现先增高后降低的趋势;随着氨氮浓度升高,美人蕉和鸢尾叶片的SOD活性都呈先升高后降低的趋势,但鸢尾叶片SOD活性无法恢复到初始水平,SOD系统遭到损害。低浓度氨氮对美人蕉净光合速率具有明显的促进作用,且蒸腾速率呈现先升高后下降的趋势。表明在低氨氮浓度情况下,美人蕉表现出较强的耐受性。鸢尾净光合速率和蒸腾速率均有所下降,植物生长受到抑制。研究结果表明,美人蕉对高氨氮具有更强的耐受性,是人工湿地处理高氨氮废水时较为理想的湿地植物。     

2种美人蕉属植物对夏末秋初光温变化的生理响应

【目的】研究在夏末秋初光温变化较大条件下美人蕉属植物的生理响应,为初秋美人蕉属植物的生产管理提供依据。【方法】2010-09-13-10-11,以2种美人蕉属植物“黄花美人蕉”和“兴芋2”为试材,测定在夏末秋初光温变化较大条件下,其叶片含水量、干物质含量、叶绿素含量、相对电导率、丙二醛和蛋白质含量及3种保护酶（SOD、CAT、POD）活性的动态变化规律。【结果】夏秋之交,美人蕉属植物上部叶片的相对含水量变化较小,下部叶片的水分利用率降低,出现水分亏缺;随着季节的变化,2种植物叶片的含水量逐步降低,干物质含量不断增加;而叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素b含量均呈现不断下降的趋势。2010-09-13-10-11,反映细胞膜透性的叶片相对电导率和丙二醛含量均不断上升,且10-11的上升幅度更大;可溶性蛋白质含量不断升高;上部叶片中的SOD、CAT、POD活性也逐步增大,并于10-11达到高峰,但下部叶片的3种酶活性却表现出先升高后降低的变化趋势。【结论】夏秋之交,美人蕉属植物上部叶片活性氧代谢平衡,叶片衰老迹象不明显;而下部叶片活性氧代谢失衡,叶片明显衰老,因此对美人蕉属植物应进行控水和摘除部分老叶以延缓叶片衰老。     

意大利苍耳入侵对土壤酶活与土壤肥力的影响

为了解意大利苍耳入侵对土壤生态方面的影响,以本地植物狗尾草为对照,比较研究了意大利苍耳入侵对土壤酶活性及土壤肥力的影响.结果表明,意大利苍耳入侵显著提高了土壤中速效钾、有效磷、有机质和水解性氮的含量,增强了入侵域土壤中蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性.蔗糖酶活性与速效钾、水解性氮含量之间的相关性分别达到显著正相关;脲酶活性与速效钾、有机质、水解性氮含量之间的相关性呈不同程度的正相关,与有效磷含量呈负相关.与本地植物狗尾草相比,意大利苍耳改变了土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于意大利苍耳的生长竞争和对本地植物狗尾草生长的抑制;不同植物群落根际土壤酶活性差异可能是引起土壤肥力变化的重要驱动因子之一.     

富营养化景观水体高效修复水生植物的筛选

研究美人蕉、黄菖蒲、水葱水生植物系统在水体中的生长及对水体中有机物、氮、磷的去除情况,以期找出能净化富营养化景观水体的优势水生植物。结果表明:各水生植物在景观水体中均能正常生长,其中平均分蘖数最多的是美人蕉,相对增长率最大的是黄菖蒲,其次是水葱,最低的是美人蕉;各水生植物系统对氮、磷营养物都有一定的降解能力,美人蕉、黄菖蒲、水葱系统对总氮的去除率分别为48.8%、70.0%、30.0%,而对总磷的去除率分别为72.2%、43.4%、33.3%。美人蕉、黄菖蒲水生植物系统分别最适合净化磷含量、氮含量较高的景观水体,在实际应用中,为了同时达到较好的富营养化景观水体氮、磷去除效果,可选择美人蕉与黄菖蒲混种的水生植物系统。     

生活污水处理场主要湿地植物吸氮纳磷的生态功能

利用原位定点观测方法,研究梭鱼草、鸢尾、美人蕉、芦苇、菖蒲和香根草6种人工湿地植物的根、茎、叶氮、磷浓度及其化学计量的季节变化.结果表明:(1)6种植物体不同部分氮、磷浓度分别介于14～51mg/g和1.4～6.2mg/g,均具有较强的氮、磷吸收能力,除香根草外,其它植物地上部分氮、磷浓度均高于地下部分(P<0.05);(2)植物体单位面积根、茎和叶的氮、磷贮量与植物生物量呈正比,且地上部分高于地下部分,故收割植物地上部分是去除生活污水氮、磷含量的有效途径;(3)鸢尾叶片N∶P比值大于16,梭鱼草在14～16,其余小于14,且芦苇、菖蒲和香根草氮、磷贮量较高,故推荐后3种植物为该生活污水处理场的优先选择物种.     

生态沟渠中4种水生植物的氮磷积累效应

为探明水生植物的氮磷积累规律,以贵州某生态沟渠中4种优势水生植物(菖蒲、黄菖蒲、水葱、美人蕉)为试验对象,研究各植物生物量及不同器官氮、磷积累量的变化。结果表明:随着生长时期的推进,4种植物生物量逐渐增加,尤其是夏季过后地上部生物量增加明显,秋季达最大值,至冬季后又逐步降低。4种植物总氮、总磷含量差异明显,菖蒲总氮与总磷含量最高,分别为41.26g/kg和11.22g/kg,美人蕉最低,分别为21.22g/kg和7.14g/kg;随着时间的推移,4种植物的地上部分(茎叶)和地下部分(根)氮、磷积累量均逐步增加,至秋季达最大值;10月是多数水生植物生物量和体内氮、磷含量最高的时段,可通过收割去除这部分氮、磷;4种植物中,菖蒲的氮、磷回收量最大(氮10.79kg、磷2.34kg),美人蕉最少(氮0.32kg、磷0.11kg),通过收割4种优势植物,2km河段总共可回收氮22.87kg和磷4.98kg。     

满江红在不同氮浓度中对氮、磷的吸收效果

采用单一变量差减对比法,研究了满江红(Azolla imbricata)在氨氮、硝氮比例下的生长状况,同时检测满江红植物组织中氮含量的变化,以确定能促使满江红具最佳氮吸收效果的氨氮、硝氮浓度及比例。结果表明:不同氨氮与硝氮比例对满江红的生长存在差异,氮浓度过高和过低都不利于满江红的生长,而氨氮更有利于满江红的吸收;满江红对水中的氮、磷有很好的去除效果,在短时间内就能使水中氮、磷浓度迅速下降;植物组织中的氮、磷含量均随水中氮浓度的增加而升高,但水中较高的氮浓度可能会降低满江红的固氮作用。     

不同生长阶段凤眼莲净化不同程度富营养化水体的效果研究

通过模拟实验,比较不同生长阶段凤眼莲对不同程度富营养化水体氮、磷去除效果,研究植株吸收氮、磷能力对去除水体营养盐的贡献,以及对底泥营养盐含量的影响。结果发现随着富营养化水体初始氮浓度增加,不同生长阶段凤眼莲吸收氮量占水体可溶性总氮(TDN)去除量的比例呈现明显下降趋势,但不同生长阶段凤眼莲吸收作用在净化不同浓度氮的效率和贡献方面存在一定差异。在低浓度富营养化水体中,三个生长阶段凤眼莲对水体TDN、TDP去除效果和效率的影响无显著差异。在净化中、高浓度水体氮时(TDN浓度约为7、13 mg·L-1),生长初期凤眼莲对水体TDN在实验前期的净化效率明显高于生长后期,而生长中期净化效率最慢,但在实验中、后期各生长阶段凤眼莲净化速率趋于一致。在中等氮浓度水体中(TDN浓度约为7 mg·L-1),凤眼莲吸收氮量占水体氮损失量百分比为生长后期生长中期生长初期。种植凤眼莲水体中底泥总氮、总磷含量均显著降低;凤眼莲对磷吸收量高出水体可溶性总磷(TDP)损失量,不同生长阶段凤眼莲吸收作用对消减水体磷的贡献无显著差异。综合分析说明生长初期凤眼莲通过主动吸收净化高浓度水体氮的速率最快、贡献最高,而通过凤眼莲根系调节的生物脱氮途径理论上较弱,凤眼莲不仅能够快速去除上覆水体中的磷,而且能够吸收底泥中的磷。     

美人蕉浮床对富营养水体氮·磷去除效果的研究进展

介绍了浮床美人蕉的生长状况,阐述了目前关于美人蕉对富营养化水体氮、磷及COD的去除效果,以及在不同季节美人蕉对富营养化水体的净化效果的研究进展。     

模拟酸雨对芭蕉、美人蕉叶片生理特性的影响

【目的】研究模拟酸雨对芭蕉、美人蕉叶片可见伤害及生理特性影响。【方法】在pH 2.0、3.0、4.0、5.6(CK)6次胁迫后观测两种植物叶片的受害症状,测定它们的生理生化指标,分析其差异。【结果】pH 2.0的酸雨胁迫对芭蕉叶片的伤害症状不明显,而美人蕉受伤害程度明显;美人蕉、芭蕉叶片MDA含量分别在pH≤4.0、pH≤3.0与对照的有极显著差异,且其较对照的增加幅度美人蕉大于芭蕉;随着处理次数的增加,芭蕉叶片SOD、POD和CAT活性与对照相比均有所升高,美人蕉叶片中POD活性有明显的升高趋势;对酸雨的抗性及耐受性存在明显差异,芭蕉强于美人蕉,美人蕉仅POD起到积极清除细胞内活性氧基团(ROS)的作用。【结论】pH≤3.0处理下,芭蕉对酸雨有较高的耐受性;美人蕉在酸雨胁迫下,活性氧的主要清除酶为POD,单一酶活性上升是美人蕉抗逆性差的主要原因。     

兰州百合和有斑百合的核型研究

【目的】研究兰州百合及有斑百合的染色体核型。【方法】利用染色体常规压片的方法,对兰州百合和有斑百合的染色体数目及核型进行了研究和分析。【结果】兰州百合的核型公式为2n=2x=24=2m+2sm+6st+14t,相对长度为6.35%～12.07%,核型不对称系数为83.25%,染色体相对差异较大。有斑百合的核型公式为2n=2x=24=4m+12st+8t,相对长度为6.11%～12.90%,核型不对称系数为80.11%。【结论】兰州百合的核型类型属于3A型,有斑百合的核型类型为3B型,以有斑百合核型的进化较高,可见不同居群的百合间核型存在差异。     

沙门菌、巴氏杆菌和大肠埃希菌多重PCR检测方法的建立

旨在建立一种可以应用于临床样本同时检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌感染的多重PCR方法。根据NCBI上已收录的沙门菌hut基因、多杀性巴氏杆菌 kmt1基因和大肠埃希菌23SrRNA基因的全基因序列,设计并合成3对特异性引物,通过优化多重PCR反应条件,建立能够同时检测3种细菌混合感染的多重PCR诊断方法。特异性分析表明,应用该方法可以从沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌以及3种细菌的混合物中扩增出3条大小分别为286 bp、457 bp和652 bp的特异性条带,其他对照组检测结果均为阴性;敏感性分析表明,该方法对沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的最低检出量分别为1.77×10　、1.99×10　、2.01×10　 CFU/mL;人工模拟感染样本检测表明,该方法能从混合感染的病料中检测出3种病原菌。可见：所建立的多重PCR方法具有特异性强,敏感度高,稳定性好的特点,可以有效检测沙门菌、多杀性巴氏杆菌和大肠埃希菌的混合感染。     

二色胡枝子黄酮体外抗氧化活性

通过二色胡枝子黄酮(Lespedeza bicolor flavonoids ,LBF)清除羟自由基、超氧阴离子的效果及抑制猪油、菜油和亚油酸的自氧化来研究其体外抗氧化作用.结果表明:二色胡枝子黄酮对清除自由基有显著作用,且清除率随黄酮浓度的增加而增大;能够明显地抑制猪油、菜油、亚油酸的自氧化,抑制作用随浓度的增大而增强.作为天然的抗氧化剂,二色胡枝子黄酮具有一定开发利用价值.     

山葡萄C4H基因的克隆表达及遗传转化分析

通过生物学技术来研究C4H基因在山葡萄着色过程中的作用,进而揭示山葡萄果皮着色的分子机理;利用RT-PCR技术克隆了山葡萄C4H基因的全长cDNA序列,并对该蛋白进行生物信息学分析,预测其功能;利用实时荧光定量PCR检测C4H基因在山葡萄8个不同转色时期的表达量,将克隆获得的山葡萄C4H基因完整的ORF连接到原核表达载体pET28a上,转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3),并通过不同浓度的IPTG诱导表达, SDS-PAGE检测表达产物.为了验证山葡萄C4H基因的功能,构建了表达载体pC C4H并转化农杆菌GV3101.用菌液浸泡花序法对拟南芥进行遗传转化,在含50 mg/L Kan的培养基上对T_0代种子进行筛选.克隆获得的山葡萄C4H cDNA全长1 735 bp,开放阅读框1 518 bp,编码505个氨基酸,该基因表达产物分子质量为57.70 KDa,等电点值9.06.C4H基因在山葡萄果皮转色各个时期均存在表达;该基因原核表达产物与预期大小一致,表明原核表达成功,拟南芥遗传转化先后得到3个阳性幼苗.对移栽成活的2株抗性植株进行PCR检测为阳性, 2株叶片颜色均变成紫红色;经花色素苷质量浓度的测定表明其质量浓度比对照组植株高出3倍.在拟南芥中花色素苷质量浓度虽然较低,但还是能少量合成,说明其花色素苷生物合成途径是开通的,只是积累的量较少.     

加州新小绥螨对截形叶螨的捕食作用

为明确加州新小绥螨Neoseiulus californicus(McGregor)对截形叶螨Tetranychus truncate(Ehara)的捕食潜力,采用捕食者功能反应方程及参数研究加州新小绥螨对截形叶螨各螨态捕食作用。结果表明,加州新小绥螨对雌成螨、若螨、卵的选择性捕食系数分别为0.365、1.276和1.390。在不同温度条件下,加州新小绥螨对截形叶螨的功能反应均属于HollingⅡ型;对猎物卵和幼若螨的控制能力最强。在试验温度范围内,加州新小绥螨的捕食能力随温度升高呈先增后减趋势,28℃时最强,对截形叶螨雌成螨、若螨和卵的攻击系数(a)最大,分别为0.639、0.730和0.842;处理时间最短,分别为0.126、0.075和0.039d;最大日捕食量分别为7.943头、13.405头和25.575粒。加州新小绥螨的捕食作用存在较强的种内干扰反应,随着捕食者密度的增大,平均捕食量逐渐减少,捕食作用率也相应降低,捕食作用率与其自身密度的关系为E=0.423P-0.747。     

美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia的wsp基因分子检测及系统发育分析

【目的】对美洲棘蓟马体内共生菌Wolbachia进行分子生物学鉴定,确定该蓟马体内Wolbachia的进化位置,为进一步探讨Wolbachia对其生殖作用的调控机制提供理论依据。【方法】以wsp基因为目的基因,对美洲棘蓟马体内的共生菌Wolbachia进行特异性扩增和测序,使用Clustal X 1.83软件对所得DNA序列进行比对;在MEGA 4.0软件中采用邻接法对Wolbachia的系统发育关系进行分析。【结果】利用wsp基因的特异性引物从美洲棘蓟马体内扩增出了632 bp的Wolbachia的wsp基因片段(GenBank登录号为JN315668),580 bp的Wolbachia A群的wsp基因片段和405 bp的Mel亚群的wsp基因片段。系统发育分析结果表明,美洲棘蓟马体内的Wolbachia与黑腹果蝇亲缘关系较近。【结论】美洲棘蓟马体内感染的Wolbachia属于A群Mel亚群。     

甘蓝型油菜与黑芥双倍体减数分裂的原位杂交分析

【目的】探明植物杂种后代减数分裂异常与花粉败育之间的关系。【方法】通过甘蓝型油菜与黑芥种间杂交和基因组加倍,获得芸薹属三基因组双倍体,采用基因组原位杂交方法,观察三基因组双倍体花粉母细胞的减数分裂规律。【结果】与单倍体相比,双倍体花粉育性得到一定恢复,但可育花粉的比例较低,只有10%~20%。基因组原位杂交结果显示,双倍体花粉母细胞减数分裂终变期染色体以形成同源二价体为主,但也有部分染色体形成四价体或六价体。四价体有3种形式:B基因组染色体形成的四价体、AC基因组染色体形成的四价体及B与AC基因组之间形成的异配四价体。减数分裂后期Ⅰ染色体均等分离的细胞占总数的70%左右,在第2次减数分裂期也观察到非正常分裂如非四分孢子、微核等现象。【结论】减数分裂过程中的染色体异常行为可能是导致花粉育性不高的重要原因;虽然不正常的减数分裂导致花粉育性下降,但双亲染色体的异源联会可为双亲遗传物质的交换提供条件。     

神经毒素基因RjAa17f在Sf9细胞中的表达及活性分析

【目的】在昆虫草地贪夜蛾细胞(Sf9)中表达一种能专一阻断昆虫钠、钾离子通道的神经毒素基因RjAa17f。【方法】运用杆状病毒真核表达系统表达RjAa17f毒蛋白,并用蛋白质印迹对其进行检测;测定RjAa17f毒蛋白引起健康棉铃虫中肠膜电位的变化,并对其毒力进行测定。【结果】通过重组杆状病毒质粒的转染和Western blot检测验证,神经毒素基因RjAa17f的重组Bacmid已经成功转染到Sf9细胞中,且在Sf9中表达出与预测大小一致的RjAa17f目的蛋白;此毒蛋白作用于棉铃虫中肠3~12h后,中肠膜电位与CK相比差异显著,且随着作用时间的延长,棉铃虫中肠膜电位呈逐步升高的趋势,作用9h以后,升高的幅度逐渐降低,趋于平缓。RjAa17f毒蛋白对棉铃虫的LD50为108.12μg/g。【结论】在Sf9细胞内表达出了有活性的RjAa17f毒蛋白,且该毒蛋白对棉铃虫中肠膜电位有显著改变。     

细粒棘球蚴重组St-Eg 95-Eg.ferritin疫苗构建及生物学特性检测

构建表达细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合蛋白的重组口服减毒鼠伤寒沙门菌活载体疫苗株并评价其生物学特性。将细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合基因插入到表达载体pYA3341中,构建重组质粒pYA3341-Eg95-Eg.ferritin,将重组质粒分别电转入减毒鼠伤寒沙门菌X3770和X4550,获得重组疫苗菌株St-Eg95-Eg.ferritin,对重组菌的稳定性、生长状态及安全性进行分析。结果表明,经PCR和酶切鉴定成功构建重组质粒pYA3341-Eg95-Eg.ferritin,Western blot检测Eg95-Eg.ferritin蛋白在重组菌中获得表达;生物学特性研究结果表明,重组质粒可稳定存在,且不影响重组菌的生长状态,小鼠口服试验证实,重组菌安全无毒性。成功构建能稳定表达细粒棘球蚴Eg95-Eg.ferritin融合蛋白的口服减毒鼠伤寒沙门菌活载体疫苗株,将为研究包虫病口服基因工程疫苗奠定基础。     

黄芽白与红菜薹杂种后代的细胞遗传学特征

将白菜型油菜不同栽培种‘红菜薹’和‘黄芽白’进行正反交获得杂种一代,再经过多代自交获得高世代杂种。观察杂种后代形态学特征(叶型、株高、分枝数等）、育性特征（花粉育性、自交结实率）和花粉母细胞减数分裂染色体行为特征。结果表明经过多代自交,杂种后代各性状趋于稳定,正反交杂种形态有较大差异,而高世代杂种与杂种一代相比,形态没有明显变化。杂种后代花粉育性和自交结实率都比较高,花粉可育率均达到90%以上,但与双亲相比仍然稍差。杂种后代花粉母细胞减数分裂比较正常,但仍有少数细胞出现异常染色体行为。杂种后代减数分裂终变期染色体联会主要以形成环状和棒状的二价体为主,但也形成四价体等其他染色体构型。杂种后代中平均形成二价体的数目在6.7～8.2,最多全部20条染色体形成10个二价体,其中形成环状二价体和棒状二价体的比例相差不大。除了形成二价体外,部分花粉母细胞还形成少数四价体。与亲本相比,杂种后代染色体联会出现较多的非同源联会,平均每个细胞形成二价体的数目比亲本少,而形成四价体的数目比亲本多。在减数分裂后期Ⅰ,同源染色体分开并移向细胞两极,减数分裂后期Ⅱ,染色单体分开最终形成四分体。在此过程中,绝大多细胞染色体行为正常,但有个别细胞出现后期Ⅰ染色体不均等分离,有些细胞同源染色体分开时形成染色体桥;有些细胞在减数分裂Ⅱ中期和后期出现落后染色体。此杂种后代减数分裂过程较正常,探明杂种后代的减数分裂特征可为白菜型油菜杂交育种提供理论依据。