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,     

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。     

羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶(AtzB)典型酶学性质的研究

采用Ni-NTA亲和层析法对基因重组菌中的羟基阿特拉津脱乙胺基水解酶(AtzB)进行分离纯化,并对该酶的典型酶学性质进行研究.纯化处理后,AtzB的纯度提高15倍,酶活回收率高达15.2％.酶学性质研究表明,AtzB的最适反应温度为40℃;最适反应pH为9.0.在最适反应条件下,AtzB对底物最大反应速率Vmax为3.17μmol·L-1·min-1,米氏常数Km为0.45 mmol·L-1.反应缓冲液中Cu(Ⅱ)对酶活力有相对较强的抑制作用(P＜0.05),Zn(Ⅱ)对酶活力影响相对较小(P＜0.05),而Co(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Ca(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)则对酶活力基本没有影响.盐度对AtzB活力影响较大,当缓冲液中NaCl浓度达到1 mol·L-1时,AtzB完全失活.     

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。     

几种植物对土壤中阿特拉津的吸收富集特征及去除效率研究

通过盆栽实验比较研究了7种植物对土壤中阿特拉津的去除效率,阿特拉津在植物体内的富集、转移,以及土壤中阿特拉津去除效率与植物生物量、根系发达程度之间的关系。结果表明:植物能有效促进土壤中阿特拉津的去除,不同植物对土壤中阿特拉津的去除能力存在差异,其中去除效率最高的是皇竹草,比对照提高了40.37%,7种植物的去除率大小依次为皇竹草斑茅黑麦草高羊茅龙葵牛筋草香附子;不同植物的生物量、根冠比与植物对阿特拉津的去除率存在明显的正相关关系,相关系数分别为0.838、0.866;7种植物对阿特拉津均有一定的吸收、富集与转运的能力,其中皇竹草的富集系数和转运系数最高,分别为0.54和2.81,其次为斑茅和高羊茅。可见,皇竹草、斑茅和高羊茅对土壤阿特拉津污染具有较好的修复潜力。     

除草剂阿特拉津的生态风险与植物修复研究进展

除草剂阿特拉津的生态毒性及其对人类健康、农业生产及生态环境的影响受到广泛关注。针对阿特拉津的使用现状和在环境中的残留及其危害,综述了阿特拉津的性质、分布和危害,介绍了阿特拉津污染土壤的植物修复及应用方面的研究进展。

     

除草剂阿特拉津污染地下水的生物治理研究

利用从农药厂阿特拉津生产车间排污口污泥中分离出的菌种AT菌，进行了农药阿特拉津污染地下水的微生物治理模拟实验研究。结果表明，在实验条件(t=10℃，pH＝7．5)与野外含水层的条件基本一致的情况下，难于生物降解的污染物质阿特拉津的一次投菌降解率达到26．29％；同时环境因素也随着AT菌作用的变化而变化，其中，DO、Eh、pH随AT菌作用的加强而其值减小。另外，设计了细菌的投放方式以模拟野外条件下的菌种投加条件。模拟实验为野外的原位治理提供了理论和方法依据。     

除草剂阿特拉津的环境行为及其生态修复研究进展

三嗪类除草剂阿特拉津是在世界范围内应用的一种除草剂,它对人类健康、农业生产及生态环境的影响具有全球性,已经引起广泛关注.本文介绍了阿特拉津的性质、危害、迁移分布、降解转化及生态修复方法.     

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.     

Inlfuence of Soil pH and Temperature on Atrazine Bioremediation

Present study was conducted to clarify soil pH and temperature influence on different atrazine bioremediation techniques. For this purpose, sodium citrate,Arthrobactorsp. strain DNS10, sawdust and animal manure were selected to clarify their atrazine remediation efficiency under pH 5, 7 and 9 and temperatures 20, 30 and 40℃, respectively. Results showed that atrazine remediation was generally optimized at pH 7 and 30℃ for all the treatments except sodium citrate as soil treated with sawdust was not temperature dependant, but at pH 5 remediation process was determined slower. Atrazine remediation in soil with no additional amendment was only 34%, while in soil treated with sawdust, DNS10, sodium citrate and animal manure were 75.17%, 89%, 74.17% and 76.83% at optimized pH and temperature. Overall atazine removal rate was significantly (≥0.01) higher with increasing in temperature at all the selected pH.     

除草剂阿特拉津的生态风险与植物修复研究进展

除草剂阿特拉津的生态毒性及其对人类健康、农业生产及生态环境的影响受到广泛关注。针对阿特拉津的使用现状和在环境中的残留及其危害,综述了阿特拉津的性质、分布和危害,介绍了阿特拉津污染土壤的植物修复及应用方面的研究进展。     

除草剂阿特拉津对大白鼠血清中雌二醇(E2)浓度的影响

SD大白鼠120只 ,随机分成4组 ,3个处理组 ,1个对照组 ,分别按每千克体重200mg,100mg,10mg,0mg阿特拉津灌胃 ,并于喂药15d和30d采样测定大白鼠血清中雌二醇的含量。结果表明 ,除草剂阿特拉津对雌性和雄性大白鼠血清中雌二醇的含量均有影响。阿特拉津对雄性大白鼠雌二醇的含量的影响出现较早 ,说明雄性动物对阿特拉津的作用较为敏感 ;阿特拉津可使雌性大白鼠血清中雌二醇含量增加 ,虽然这种现象出现较晚 ,但各组差异较大 ,尤其是对照组和剂量组之间 ,差异极显著(p<0.01)。血液中雌激素含量的变化直接影响到成鼠的生殖功能及雄鼠的性征变化。由此推测 ,体内因富集阿特拉津所导致血清中雌二醇浓度变化的大白鼠可能出现一定的生殖缺陷 ,以致影响到种族的繁衍。     

复合菌群的构建及其对石油污染土壤修复的研究

从石油污染土壤中富集分离、筛选出3株高效降解石油的微生物菌株,通过生理生化特性研究及16SrRNA基因序列分析,确定3株菌均属于红球菌属(Rhodococcus sp),研究和比较了它们与实验室保存的4株菌(分别属于Gordonia sp,Comamonas sp,Pesudomonas sp)降解石油的能力。这7株菌株对石油的不同组分具有不同的降解能力,对7株菌进行不同的组合用以研究复合菌群对石油的降解。结果表明,由两株Rhodococcus sp,一株Gordonia sp和一株Pesudomonas sp组成的复合菌群D,降解石油的能力超过任何单一菌株和其他组合菌群。混合菌群D在5d的培养中能降解70.3%的石油总量和71.4%的芳香化合物。混合菌群D能降解99.8%的C13-19烷烃,92.6%的C20-26烷烃,82.2%的C27-32烷烃以及90.2%的植烷。在实验室模拟条件下,对土壤中石油的降解率达到50%以上。降解土壤中石油的最适温度为10～30℃、pH值为6.5～9.5,接种量需要在106CFU·g-1以上。     

农田系统中除草剂阿特拉津的环境行为和生态修复研究进展

对阿特拉津在农田土壤中的行为进行了分析,着重评述了阿特拉津的吸附机制与影响因素、化学降解、生物降解、生态毒理、生物修复,最后提出微生物降解法修复阿特拉津污染农田具有广阔的研究前景。     

叶绿素荧光在大豆莠去津药害早期诊断中的应用

为了研究除草剂药害与叶绿素荧光参数之间的关系,通过对大豆喷施一系列剂量的莠去津(有效剂量4.687 5~150 g/hm2),并在处理1、3、5 d后测量大豆叶片叶绿素荧光参数,分析大豆叶片叶绿素荧光参数值与莠去津剂量的关系。结果表明,喷药1 d后,大豆叶片原初光能转换效率(Fv/Fm)、非光化学淬灭系数(NPQ)、PSⅡ实际光化学效率(Y(Ⅱ))和相对光合电子传递速率(ETR)均随着处理剂量升高而降低,并且其抑制方程的R2值均大于0.9,表现出一定的剂量-效应关系。所以叶绿素荧光参数Fv/Fm、NPQ、Y(Ⅱ)和ETR的抑制率及抑制率变化曲线均可作为大豆莠去津毒性快速检测系统的生物学指标,实时、高效且无损地检测大豆莠去津药害。     

不同杀菌剂包衣处理对缓解乙阿合剂药害作用的影响

采用盆栽试验,研究土壤在喷施乙阿合剂条件下,不同浓度杀菌剂包衣处理对晋谷29号出苗率、生物学产量和生理指标的影响以及缓解乙阿合剂对谷子药害的作用。结果表明,1.7%敌克松、1%多菌灵和0.6%瑞毒霉+硅藻土种子包衣处理可以明显缓解乙阿合剂对谷子的药害作用;3种浓度的杀菌剂+硅藻土包衣处理与单用硅藻土包衣处理相比,种子出苗率显著提高,且植株株高、穗干质量和茎叶干质量显著增加,千粒质量和叶面积增大,叶片光合速率、蒸腾强度、气孔导度增大,POD,SOD酶活性和可溶性糖含量显著降低;以1.7%敌克松+硅藻土包衣处理效果最佳。