表达细菌阿特拉津氯水解酶基因的转基因烟草对土壤中阿特拉津的生物降解

植物修复(Phytoremediation)技术是消除或减少土壤环境中有机污染物的重要手段.本研究采用植物转基因技术对土壤中除草剂阿特拉津的降解进行了探索.通过农杆菌介导将阿特拉津氯水解酶基因ADl-atzA转入烟草中,获得了转基因植株.T1代植株在浇灌了20 mg·L-1阿特拉津溶液的模拟污染土壤条件下生长45 d,抗性植株的RT-PCR结果证实叶片中阿特拉津氯水解酶基因得到正常转录,液相色谱质谱分析在叶片中检出阿特拉津的水解产物羟基阿特拉津.结果表明,用转基因植物修复阿特拉滓污染土壤是值得进一步探索的途径.     

农杆菌介导的细菌阿特拉津氯水解酶基因对水稻的遗传转化

 研究构建了植物表达载体p1301-atzA,使来源于节杆菌(Arthrobacter sp.)AD1菌株的阿特拉津氯水解酶基因atzA受控于CaMV35s启动子下表达。用农杆菌介导法将植物表达载体p1301-atzA导入粳型保持系津稻107中,经潮霉素抗性筛选,得到可育的再生植株。转基因植株总DNA经PCR和Southern检测表明atzA基因已整合到水稻的基因组中。对转基因植株进行除草剂阿特拉津抗性检测,在喷施浓度为0.133％的阿特拉津溶液后,对照植株和敏感植株死亡,而转基因植株表现出对阿特拉津的抗性,     

阿特拉津对动物生长发育影响的研究进展

阿特拉津(2-氯-4-乙胺基-6-异丙氨基-1,3,5,-三氮苯)是目前世界上农业生产中广泛应用的化学除草剂之一.由于其在土壤中的残留期较长,造成所施用的土壤以及地下水和表面水中检出的阿特拉津残留浓度超过了最大允许值,对生态和环境的破坏日益严重.阿特拉津具有生物蓄积性和环境激素的作用,可影响生物体正常的性别分化和性腺发育.主要从形态发育、生理代谢和性发育等方面综述了阿特拉津对动物生长发育的影响.     

阿特拉津在紫外-氯消毒中的转化特性及机理研究

采用紫外-氯消毒技术去除水中的农药类内分泌干扰物阿特拉津,利用高效液相色谱(HPLC)测定水中阿特拉津残留浓度,并以液相一质谱联用(LC-MS、LC-MS/MS)技术鉴定其消毒副产物.结果表明,紫外-氯联合消毒技术能有效去除水中的阿特拉津.阿特拉津在紫外消毒过程中迅速降解,主要表现为脱氯羟基化作用,主要产物为2-羟基-4-乙胺基-6-异丙胺基-1,3,5-三氮苯(OIET),次要反应为氨基侧链脱烷基、氧化以及脱水成烯反应.后续加氯过程对阿特拉津及其主要产物没有明显的去除效果,但能有效去除乙烯胺类产物,且不明显引入消毒副产物,是一种安全有效的水处理工艺.     

零价铁降解水中的阿特拉津

本文应用零价铁(Fe0)技术,以阿特拉津为目标污染物,考察了零价铁的效应,研究了不同零价铁投加量、不同溶液初始pH值等因素对阿特拉津降解效果的影响。结果表明,零价金属铁脱氯降解阿特拉津,随着金属铁质量的增加,阿特拉津的降解率也会增加;溶液初始pH值2～11时,阿特拉津降解率随其低pH值的增加而减小,可以促进零价金属铁的腐蚀,有利于阿特拉津降解。     

检测转基因水稻中阿特拉津抗性表达的方法

用10种不同浓度的阿特拉津溶液对津稻107进行叶片涂抹处理,从而确定可以用产生药害的0．0’76％～0．190％浓度(W／V)的阿特拉津溶液检测转化植株对除草剂的抗性。用以上浓度范围的阿特拉津溶液涂抹处理津稻107转化植株,并对在此浓度下检测出的除草剂抗性和敏感的转化植株进行了PCR分析,结果表明,除草剂抗性鉴定结果与分子检测结果一致。因此可以利用浓度为0．076％～0．190％的阿特拉津溶液对早期转化株进行叶片涂抹法鉴定。     

阿特拉津对土壤脲酶活性的影响

采用室内培养方法,研究了阿特拉津胁迫对土壤中脲酶的活性的影响。结果发现:在培养期间,阿特拉津对土壤脲酶表现为激活—抑制—激活的规律。3种模型拟合阿特拉津浓度与酶活性关系均达到显著相关关系。土壤阿特拉津对土壤脲酶生态阈值为22.98 mg·kg-1。     

阿特拉津对土壤磷酸酶活性的影响

采用室内培养方法,研究了阿特拉津胁迫对土壤中磷酸酶活性的影响。结果发现:在培养期间,阿特拉津对土壤磷酸酶表现为抑制—激活—抑制效应。3种模型拟合阿特拉津浓度与酶活性关系均达到显著相关关系。土壤阿特拉津对土壤磷酸酶的生态阈值为19.51 mg·kg-1。     

阿特拉津对土壤微生物类群及土壤呼吸强度的影响

通过实验室培养试验,研究了阿特拉津对土壤中3大类微生物种群动态变化的影响,结果表明:阿特拉津对细菌、放线菌的生长均有明显促进作用,对真菌生长的促进作用不明显;细菌和放线菌是阿特拉津胁迫下的优势菌群.利用密闭法测定阿特拉津对土壤呼吸的影响表明,阿特拉津对土壤呼吸有促进作用:质量分数低(0.43、0.87 μg·g-1)的阿特拉津的促进作用持续时间短;质量分数高(1.73、8.7 μg·g-1)的阿特拉津的促进作用持续时间较长.     

阿特拉津降解菌CS3的分离鉴定及其降解特性的研究

为了适应不同环境污染修复需要,分离更多有效的阿特拉津降解菌是十分必要的。鉴于此,本研究从河北省某农药厂排污河中的废水中分离出一株以阿特拉津为唯一氮源生长的高效降解阿特拉津降解菌CS3。经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,最终鉴定其为产脲节杆菌(Arthrobacter ureafaciens)。在30℃和pH 7的最适条件下,菌株CS3能在48 h内完全降解50 mg·L~(-1)的阿特拉津,甚至能够在6 d内将500 mg·L~(-1)的阿特拉津完全降解,表明该菌株对阿特拉津具有较好的降解性。菌株CS3含有trzN,atzB,atzC 3个阿特拉津降解基因。菌株CS3具有较宽的温度(10~37℃)和p H(5~11)范围,且具有很好的耐碱性,为未来偏碱环境中阿特拉津污染修复提供了良好的候选菌株。     

Agrobacterium-mediated Transformation of Rice (Oryza sativa L.) with Atrazine Chlorohydrolase Gene (atzA)

Atrazine chlorohydrolase gene (atzA) was cloned from Arthrobacter sp. AD1. A plant expression plasmid was constructed under the control of CaMV35s promoter and was used in rice transformation. The target gene was successfully introduced into mature embryos of a japonica rice cultivar Jindao 107 by Agrobacterium- mediated transformation and hundreds of transgenic plants were obtained. The exogenous atzA gene in the transgenic plants that expressed atrazine resistance was confirmed by Southern blot hybridization. The resistance experiments by spraying transgenic rice plants with 0.133% atrazine shown that most of the transgenic rice plants exhibited the resistance to herbicide atrazine. The segregation of exogenous atzA gene in T1 progeny corresponded to the Mendelian ratio.     

用放射免疫测定法分析水中莠去津残留量的研究

以莠去津均三氮苯类结构特征 ,合成连有活性羧基的莠去津半抗原 ,通过活性酯法制备出具有生物活性的人工抗原 ,以此免疫兔子获得抗莠去津的多克隆抗体。抗体的特异性强 ,与扑灭津的交叉反应性为 93 %,与西玛津的交叉反应性为 8%。以3H标记莠去津建立的莠去津放射免疫测定法对水中莠去津添加回收率的测定表明 ,自来水的添加回收率为 88.5%～ 1 0 7.5%,运河水的添加回收率为 87.4 %～1 1 0 .9%。     

环境因素与油乳剂对莠去津的影响

室内测定了环境因素与油乳剂对莠去津防除杂草的影响．结果表明，土壤含水量、空气湿度的提高均有利于莠去津茎叶处理药效的发挥，而４８ｈ内降雨将大大降低莠去津的防效．莠去津喷雾液内加入油乳剂将减轻上述不利因素的影响，提高莠去津的喷雾效果。     

Effect of Atrazine on Antioxidant Enzyme and Its Bioaccumulation in Kidney of Crucian Carp, Carassius auratus

Etrazine is one of the most widely used herbicides in China and the world. Acute and chronic toxicity tests werc carried out to assess the possible toxicity effect of atrazine on crucian carp （Carassius auratus）. Results showed that 96 h LC,. of atrazine to Carassius auratus was 105.94 mg. L-1. The enzyme activities of superoxide dismutase （SOD）, catalase （CAT） and glutathione-S-transferases （GST） in kidney of Carassius auratus were all influenced by atraizine, and CAT was more sensitive to atrazine compared with SOD and GST. Atrazine residues in kidney of Carassius aura/us reached the stable state at day 19, and the bioaccumulation factors （BAF） of atrazine in kidney of Carassius auratus treated with 1.0 mg. L-1 and 10.0 mg. L-1 atrazine were 8.3 and 4.4, respectively. The research demonstrated that atrazine could cause oxidative stress to fish kidney, but atrazine was not easy to accumulate in Carassius auratus kidney, and the antioxidant enzymes could be used as biomarker to the early detection of pollution.     

氮磷无机营养物质对莠去津在土壤中消解的影响研究

以莠去津为研究对象,采用实验室培养方法,研究了受莠去津污染的3种不同土壤(淡涂泥田、青紫泥田和黄筋泥田)施用无机氮肥和磷肥对土壤中莠去津消解的影响。结果表明,施用无机氮肥和磷肥显著促进了莠去津的消解。在同一土壤中,不同处理中莠去津的消解速度为:氮磷肥配施(ANP处理)>单施氮肥(AN处理)>单施磷肥(AP处理)>不施肥料的处理(A处理)。就不同土壤而言,可提取态莠去津在青紫泥田中消解最快,不同处理莠去津的半衰期在22.8～30.2d之间;其次是在淡涂泥田中,不同处理莠去津的半衰期在25.1～36.6d之间;在黄筋泥田中消解最慢,不同处理莠去津消解的半衰期在31.3～45.7d之间。可见,土壤中莠去津的消解与土壤本身基本性质和外界条件有关,施用无机氮肥和磷肥可以促进土壤中莠去津的消解,这对修复被莠去津污染的土壤有着积极的作用。     

除草剂阿特拉津微生物降解研究进展

阿特拉津是一种低毒除草剂,但因其长时间大范围使用,造成大面积的土壤、地表水、地下水等环境的污染。目前有关阿特拉津的生物降解是世界上生物降解的研究热点之一,文章综述了阿特拉津及降解产物的分析检测、降解微生物的筛选方法与微生物类群、降解途径与降解酶,并展望了农药降解微生物的应用前景。     

环境因素对华南地区土壤中莠去津降解的影响

为明确环境因素对土壤中莠去津降解的影响,以华南地区蔬菜田土壤为对象,采用高效液相色谱法测定了莠去津在不同温度、p H值和湿度条件下的降解速率和半衰期。结果表明:温度对莠去津的降解影响最为明显,在(5"0.5)℃、(15"0.5)℃、(25"0.5)℃和(35"0.5)℃时的半衰期分别为187.30,19.97,14.38,8.87 d,说明莠去津在土壤中的降解速率与温度呈正相关;p H对其降解存在一定影响,当p H值为7.0、8.0和6.0时,半衰期分别为10.95,16.82,14.41 d;湿度对莠去津的降解无明显促进作用,30%、60%和90%湿度条件下,其半衰期分别为13.35,13.64,20.44 d。因此,温度是影响莠去津降解的关键因素,推荐蔬菜地夏季施用莠去津可能更为合理。     

纳米粘土矿物对阿特拉津的吸附-解吸特性研究

采用批量平衡实验,研究了纳米粘土矿物与原粘土矿物对除草剂阿特拉津的吸附解吸特性.结果表明,牯土矿物对阿特拉津的吸附-解吸均能用Freundlich方程很好地拟合.随着溶液中阿特拉津浓度的增加,粘土矿物对阿特拉津的吸附量增加;粘土矿物粒径越小,吸附量越大,纳米粘土矿物的吸附量显著大于原粘土矿物.粘土矿物对阿特拉津吸附量大小顺序为:纳米SiO2>纳米蒙脱石>凹凸棒石>蒙脱石>SiO2.粘土矿物对阿特拉津的解吸表现出一定的滞后效应,即粘土矿物吸附的阿特拉津越多,解吸的越少.粘土矿物对阿特拉津的解吸率大小顺序为:SiO2>凹凸棒石>纳米蒙脱石>纳米SiO2>蒙脱石.