纳米TiO_2对土壤中Al、Fe和Mn释放及形态的影响

为了研究纳米TiO2对土壤中Al、Fe和Mn形态转化的影响,以三峡水库消落区土壤为研究对象,采用室外模拟淹水试验,分析不同浓度的2种纳米TiO2对土壤中Al、Fe和Mn释放及形态的影响。结果表明,淹水2个月后,纳米TiO2颗粒处理引起上覆水Al和Fe浓度显著升高;促进土壤残渣态和可氧化态Al的释放,且锐钛矿颗粒的作用大于金红石颗粒,高浓度锐钛矿颗粒处理导致12.31%的Al释放到水中;纳米TiO2颗粒对土壤Fe和Mn总量影响较小,但对Fe形态转化影响较大,主要表现为可还原态和可氧化态Fe转化为酸可交换态Fe,促进Fe的活化,其中低浓度金红石颗粒与高浓度锐钛矿颗粒影响相对较大;纳米TiO2颗粒对Mn形态转化影响较小,仅低浓度金红石颗粒与高浓度锐钛矿颗粒处理组促进少量可还原态Mn的转化,其他均无明显变化。因此,不同结构纳米TiO2对土壤中Al、Fe和Mn形态转化的影响存在较大差异,在进行纳米TiO2的环境风险评估时需要区别对待。     

镉胁迫对拟南芥幼苗形态生理和错配修复相关基因表达的影响研究

以拟南芥为供试材料,从形态指标、生理指标、分子指标3个层次研究了镉（Cd）的毒理效应,筛选Cd敏感生物标记物。分子指标的研究以18S rRNA为看家基因, 错配修复基因MutS 2 homolog（atMSH2）, atMSH3,atMSH7,细胞增殖核抗原1 和2（atPCNA1和atPCNA2）为检测目的基因,采用半定量反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）技术研究Cd胁迫对上述错配修复相关基因表达的影响。结果表明,不同浓度（0、0.125、0.25、1.0、3.0 mg·L^-1）Cd 处理7 d后,根长随Cd胁迫强度的增加而降低; 0.125 mg·L^-1 Cd处理下,地上部可溶性蛋白含量显著增加,而在0.25、1.0和3.0 mg·L^-1 Cd时降低,但仍高于对照;幼苗叶片数、地上部鲜重、叶绿素含量变化与对照相比差异均不显著。地上部atMSH2,atPCNA1,atPCNA2基因表达量的变化与Cd胁迫浓度呈明显的倒U字型关系,分别在0.125,0.25和0.125 mg·L^-1 Cd时达到最大值。以上结果表明,地上部可溶性蛋白含量变化与上述3个错配修复相关基因表达量的改变趋势相符,且均对Cd污染胁迫较敏感,可以作为检测Cd污染及其相关生物学效应的潜在生物标记物。     

纳米TiO_2对土壤水分运动及离子迁移过程影响的试验研究

为了研究纳米TiO2对土壤水分养分运动及重金属吸附过程的影响,基于室内一维垂直定水头土柱试验,采用扰动黄绵土均匀添加不同含量纳米TiO2作为研究对象(质量含量分别为0,0.001,0.005,0.01,0.05g/g),分别测定土壤累积入渗量曲线、水分特征曲线、溶质穿透曲线及重金属等温吸附曲线。结果表明:(1)纳米TiO2对土壤水分入渗过程产生阻碍作用,入渗率随着纳米TiO2含量增加而减小;(2)纳米TiO2可以提高土壤的持水能力,随着纳米TiO2含量增加,相同土壤水吸力下的土壤含水量增大,进气吸力(α)随纳米TiO2含量增加而增大,形状参数(n)随之减小;(3)纳米TiO2可以有效提高土壤吸持惰性离子能力,随纳米TiO2含量增加,初始穿透时间提前,完全穿透时间延长,弥散度增大。(4)相同平衡浓度,随着纳米TiO2含量的增加,Cu2+吸附量加大。采用Langmuir方程拟合Cu2+等温吸附曲线,最大吸附量(Sm)随着纳米TiO2含量增加而增大。研究可为改善黄绵土保水保肥性及重金属污染的治理提供理论依据。     

重组生长激素对猪背最长肌及半腱肌中肌肉生长相关基因表达的影响

16头长白×大约克F1代去势公猪,随机分成实验组和对照组,实验组每天注射重组猪生长激素rpGH,每头4mg/d),对照组注射等体积生理盐水,28 d后采样.用RT-PCR方法,以18S rRNA作内标,定量分析背最长肌和半腱肌中肌肉生长抑制素(myostatin)、生肌调节因子(myogenm)、肌源性决定因子(myoD)及钙激活蛋白酶3(calpain 3)、过氧化物增殖体激活物受体γ的共激活物-1(PGC-1)mRNA相对丰度.结果显示(1)实验组平均日增重提高26.1%(P＜0.05);(2)背最长肌和半腱肌myostatin和myogeninmRNA表达无明显变化;(3)半腱肌myoD mRNA丰度增加82%(P＜0.05),calpain3mRNA丰度增加93%(P<0.01);(4)背最长肌myoDmRNA丰度增加79%(P=0.14),calpain 3mRNA丰度增加23%(P=0.11),半腱肌中PGC-1 mRNA的表达有明显下调的趋势(P=0.16).重组猪生长激素能上调肌肉myoD和calpain3的表达,但对背最长肌和半腱肌的调节程度有差别,提示这些基因可能在生长激素(GH)调节骨骼肌生长的途径中起作用.     

花生四烯酸对三角褐指藻生长、脂质含量及相关基因表达的影响

为提高三角褐指藻生产生物柴油的能力,本研究利用不同浓度(0、0.5、2.5、12.5、62.5和312.5mg·L~(-1))的花生四烯酸(AA)处理三角褐指藻,探究三角褐指藻生长、总脂、游离脂肪酸的变化,并通过荧光定量PCR研究脂质生物合成途径中相关基因的转录差异。结果表明,低浓度(0.1~62.5mg·L~(-1))的AA对三角褐指藻的生长有促进作用,高浓度(312.5 mg·L~(-1))则抑制其生长。游离脂肪酸与总脂含量结果表明,游离脂肪酸在AA浓度为12.5 mg·L~(-1)时达到最大值,较对照组提高了4倍;总脂则在AA浓度为62.5 mg·L~(-1)达到最大值,较对照组提高了54%。荧光定量PCR分析结果表明,在AA浓度为312.5 mg·L~(-1)时,油脂合成相关基因LPAAT、GPAT、KAS II、ACCase转录水平与对照组相比极显著提高(P0.01)。综上,AA促进三角褐指藻油脂的积累可能是通过增加油脂生物合成相关基因表达来实现的。本研究结果为利用基因工程实现微藻油脂的能源化目的奠定了理论基础。     

高铵胁迫对拟南芥幼苗侧根生长的影响及机制探索

本研究探讨了高铵对拟南芥幼苗侧根的影响特征及相关机制。结果表明,根部高铵明显地抑制拟南芥侧根生长,主要是降低侧根长度而非减少侧根数量。外源铵代谢抑制剂MSO不能缓解这种抑制效应,说明该效应可能并非N代谢产生的整体效应。对主根或侧根的不同区段进行局部供铵处理,发现根部高铵抑制侧根长是通过侧根根尖特异性介导的一种局部的直接抑制效应。同时,局部高铵对异侧非高铵区的二级侧根长度有显著的促进作用。突变体分析表明,生长素运输突变体aux1-7和eir1-1以及乙烯不敏感突变体ein2-1和etr1-3的侧根生长对高铵抑制效应均没有抗性,说明根部高铵抑制侧根生长的效应可能不是通过影响生长素运输和乙烯调控途径起作用的。     

长期干旱环境对柑橘生长及养分吸收和相关生理的影响

为了揭示长期干旱环境下柑橘生长及养分吸收和相关生理响应的特点,探索长期干旱对柑橘的不良影响,以红橘(Citrus tangerina Hort.cv."Chuanju")为材料,以有灌溉条件为对照,在贵州北盘江喀斯特河谷长期自然干旱环境下连续4年观察和取样分析测定红橘的物候期,新梢和果实生长发育状况,叶片寿命,果实及叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、B等元素的含量,分析果实生理病害与干旱及元素含量的关系;测定与抗旱相关的形态、组织解剖及生理特征,研究红橘对长期干旱的生理响应与适应长期干旱的关系。结果表明:长期干旱环境下红橘新梢生长、开花及生理落果物候期明显推迟,果实成熟期提早,叶寿命缩短;新梢短而细且数量及叶片数减少,枯死严重;叶片革质化程度加重,叶片变小变厚,新梢叶缺N、Zn、Fe、B等症状明显;果实的鲜重、干物质质量、水分含量、种子数、果汁含量减少,春梢叶中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、B及果实的N、P、Ca、Fe、B素的含量明显降低,果皮流胶和汁胞粒化程度加重,品质下降;叶片的栅栏组织增厚,海绵组织变薄,组织紧密度和气孔密度增大,气孔变小,组织疏松度降低;在周年中叶片的脯氨酸及可溶性糖含量增加,临界水分饱和亏增大,失水速率及相对含水量和叶水势变小,Pn及Tr明显降低,夏季的WUE明显提高。红橘适应长期抗旱的能力强。在长期干旱的环境中红橘的生长节律、植株及叶片形态和寿命、叶片厚度及组织结构、气孔密度与大小、叶片的临界水分饱和亏、失水速率、相对含水量、叶水势及脯氨酸和可溶性糖含量、光合速率与蒸腾速率都发生了有利于抵御长期干旱的特异性变化。长期干旱是导致红橘树冠枝梢大量枯死、果实发育缓慢变小、种子败育、果皮流胶及汁胞粒化和果实及叶片中营养元素含量减少的主要原因。     

拟南芥中与植物生长和耐寒相关的miRNA表达载体的构建

本研究通过PCR方法从拟南芥基因组序列中分离了3个理论推断与耐寒相关的miRNA片段（miRNA402,miRNA319和miRNA393）和1个与植物生长相关的片段miRNA172。利用重叠延伸PCR技术将miRNA172小分子,以及3个与耐寒相关的miRNA402,miRNA319和miRNA393小分子串连在一起分别导入植物表达载体pVKH-35S-GUS-pA,取代表达载体中的GUS基因,构建了pVKH-35S-mir172-pA和pVKH-35S-mir31＋402＋393-pA融合表达载体。经PCR和双酶切及测序鉴定,pVKH-35S-mir172-pA和pVKH-35S-mir319＋402＋393-pA构建成功,为后续利用基因工程手段,miRNA转化木薯,提高木薯生长和木薯耐寒相关研究奠定基础。     

纳米氧化锌对绿豆芽生长的影响

深入研究不同类型的纳米颗粒对不同植物物种具有的独特效应,可提高有关纳米物质对植物安全与风险的认知水平。为了对纳米物质生物效应的深入评估提供科学依据,测定了室温（25℃）浸种培养后绿豆芽的叶绿素、过氧化物酶活性、根长、茎长、鲜重、干重、蛋白质等生理指标及其可食部分的锌含量。结果表明,nano-ZnO和Zn2＋在较高浓度（50~1000mg.L-1）时均可抑制植物的生长,呈现出一定的植物毒性;相同浓度时,nano-ZnO较Zn2＋更有利于绿豆芽的生长和其可食部分锌的富集。最有利于绿豆芽生长和锌富集的nano-ZnO浓度为50mg.L-1,而Zn2＋浓度则为20mg.L-1。在促进生长的浓度范围内（0~50mg.L-1）,绿豆芽可食部分锌含量均小于国家食品锌标准含量值（20mg.kg-1）。可见,nano-ZnO可尝试应用于绿豆芽的农业生产活动,但在此之前须进一步开展其存在的环境、生态与人体健康风险研究。     

纳米TiO2对油菜种子发芽与幼苗生长的影响

通过纸床培养,研究在不同浸种时间下,不同浓度的10nmTiO2悬浮液对油菜种子发芽及幼苗生长的影响。结果表明：浸泡时间为2h的各指标表现最显著,最适合作为纳米TiO2对油菜种子发芽和幼苗生长影响的浸种时间。浸种2h纳米TiO2的发芽势、发芽率、发芽指数抑制率与纳米TiO2浓度呈显著正相关,与浓度的对数作线性回归得出,IC20分别为1907、619．0、1039mg·L-1;总长、芽长、根长、总重、芽重、根重的激活率与纳米TiO2的浓度呈显著正相关,通过线性回归方程得出总长、芽长、根长、总重、根重的EC20分别为99．77、404．5、55．46、6918、2187mg·L-1。对各指标影响的敏感性大小为：发芽率〉发芽指数〉发芽势,根长〉芽长。因此,油菜发芽率与根长可以作为评价纳米TiO2生态毒性效应的较敏感指标。     

纳米SiO_2及TiO_2改性复合涂膜提高松花蛋的保鲜效果

为研究松花蛋的涂膜保鲜,该文采用纳米SiO2和TiO2分别对聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)基蜂蜡石蜡复合涂膜材料进行功能改性并涂膜松花蛋,测定并分析贮藏过程中松花蛋质量损失率、含水率、菌落总数、质构和颜色等感官品质指标的变化,研究其对松花蛋的保鲜效果及感官品质的影响。结果表明:在温度22℃,相对湿度75%±2%条件下贮藏12周后,与未涂膜组相比,2种膜液均显著抑制水分的散失(P0.05),纳米改性PVDC基复合膜使质量损失率降低29.9%,纳米改性PVA基复合材料使质量损失率降低32.1%;未涂膜组松花蛋的菌落总数为涂膜组的9~10倍;2种膜液均增强松花蛋的质构(降低硬度和咀嚼性,提高黏度),显著提高质地感官评分值(P0.05),同时显著抑制pH值和游离碱度的降低(P0.05);涂膜组松花蛋的颜色较深,风味和滋味感官评价值较高(P0.05),还原糖和游离氨基的含量较低(P0.05),褐变强度较强且美拉德反应中间产物的量较多(P0.05),表明不同复合涂膜材料可增强美拉德反应,促进风味物质的产生,研究结果为松花蛋涂膜保鲜技术的应用提供理论参考。     

不同用量腐植酸对苹果幼苗生长及生长环境的影响

风化煤腐植酸含有多种活性官能团,对农作物生长发育具有重要意义。将风化煤腐植酸施用于基质,并研究不同用量风化煤腐植酸对苹果幼苗生长发育及生长环境的影响机制,可为风化煤腐植酸资源在苹果栽培种植中高效利用和促进苹果幼树生长提供理论依据。温室条件下,以6叶的M9T337苹果幼苗为试材,外源添加不同添加量（0、0.1、0.5、1.0、1.5和2.0 g/kg）的腐植酸到基质中,平衡一周后,将长势一致的6叶苹果幼苗移栽至盆中,研究腐植酸对苹果幼苗生物量、叶片抗氧化酶活性、叶绿素、基质酶活性、基质养分及微生物等的影响。结果发现：（1）不同用量的腐植酸均可增加苹果幼苗的株高、干重和鲜重,其中1.5 g/kg处理的效果最明显,较对照组分别提高了68.5%、70.6%和53.3%;(2)腐植酸可提高叶片中抗氧化酶的含量并且降低丙二醛（MDA）的含量,1.5 g/kg处理苹果幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）、超氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的含量分别比对照提高219.9%、63.0%、361.4%,MDA的含量下降了54.4%;(3)添加腐植酸可增加基质土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶的含量,...     

低温对甜玉米种子氧化酶活性的影响及相关基因表达分析

为了探究低温对甜玉米种子萌发的影响以及不同品种抗寒性的差异机制,本研究以1组甜玉米自交系的种子为材料,通过低温胁迫下的萌发试验,筛选出耐寒性较强的1132和对低温敏感的国区T12,分别研究了其在10℃和26℃条件下萌发过程中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等3种抗氧化酶活性及其相关基因表达水平的变化。结果表明,耐寒自交系1132的抗氧化酶活性整体高于敏感系国区T12。随着低温胁迫时间的延长,1132吸胀萌发的种子中SOD、POD和CAT活性总体呈增加趋势,中间有波动,在胁迫后24h,3种酶的活性均高于常温对照;而国区T12在低温胁迫后SOD和POD大体为增加趋势,CAT则持续降低,在胁迫后24h只有SOD的活性高于常温对照。1132的SOD3、SOD9、CAT1相对表达量较国区T12高,虽未表现出与其酶活变化趋势严格一致,但低温胁迫使其整体表达呈先降低后增加趋势。2个品种的相对表达量均低,可能是POD3并非表达POD的关键基因,因此在酶活性和基因表达方面可能造成了两者抗寒性和发芽率的差异。综上,玉米种子萌发期的耐寒性与抗氧化酶活性密切相关,而抗氧化酶活性的变化则可能是一个非常复杂的表达调控过程。本研究结果不仅为鉴定和筛选耐低温种质资源、培育高发芽势种子提供理论和技术支持,同时为防御玉米低温引起的冷害提供参考。     

叶片喷施脱落酸对桃果实着色及相关基因表达的影响

以美香桃为试材,于果实着色前用25 mg/L 的脱落酸（ABA）溶液喷施叶片,研究了ABA 处理促进桃果皮着色的效果以及对果皮花色素苷合成相关基因表达的影响。结果表明,ABA 处理对果实单果重、 可溶性固形物含量和固酸比影响不显著, 但明显改善果实着色,果皮花色素苷含量增加了39.48%,果面光泽明亮度（L*值）和色调角（h*值）分别下降了6.86% 和18.64%,红绿色差指标（a*值）增大了134.19%。ABA 处理显著促进了查尔酮合成酶基因（CHS）的上调表达以及类黄酮葡萄糖苷转移酶基因（UFGT）、 二氢黄酮醇4-还原酶基因（DFR）、花色素合成酶基因（LDOX）的提前表达。据此推测,ABA可能参与了桃果实花色素苷合成的调控,对花色素苷合成具有促进作用。     

纳米碳对草莓氮素吸收利用及植株生长的影响

以盆栽妙香7号草莓为试材,利用15 N同位素示踪技术探究尿素配施0,2,4,6,8mL纳米碳溶胶(CK、T1、T2、T3)对土壤理化性状、植株氮素吸收利用及生长发育的影响。结果表明:施用纳米碳显著提高了土壤氧化还原电位和土壤脲酶活性;随纳米碳用量的增加处理前期土壤的电导率呈现降低趋势后期呈现增大的趋势。纳米碳的施用促进了草莓植株对氮素的吸收利用,提高了草莓各器官的Ndff值;与对照相比,T1、T2、T3处理草莓植株的氮素利用率分别提高了71.2%,126.8%,98.9%,土壤氮素残留率分别提高了8.2%,16.7%,16.1%,显著减少了氮素的损失。纳米碳的施用不同程度提高了植株叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素SPAD值,干物质比对照增加了17.5%,45.8%,32.3%。研究表明,尿素配施纳米碳可改善土壤理化性状,有效吸附土壤中的氮素,提高植株氮素利用率和土壤氮素残留率,减少氮素损失,促进了草莓植株的生长。     

纳米氧化锌对两种蔬菜种子发芽及幼苗生长的影响

为研究金属型纳米颗粒对蔬菜种子发芽性能和幼苗生长的影响,于2017年7月采用种子发芽试验,探究了不同浓度(0、50、100、200、500、700、1 000 mg·L~(-1))下纳米氧化锌颗粒(ZnO NP_s)和硫酸锌(ZnSO_4)处理对樱桃萝卜(Raphanus sativus L.)和小白菜(Brassica chinensis L.)种子发芽性能及幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度ZnO NP_s或ZnSO_4处理下两种蔬菜作物的发芽率与对照处理相比均无显著差异(P0.05),而两种蔬菜的生物量则均受到抑制。ZnO NP_s及ZnSO_4处理对两种蔬菜根长的抑制作用强于芽长。ZnO NP_s对两种蔬菜种子根长的抑制率比ZnSO_4更大,且抑制率均随着处理浓度的升高而增加,在1 000 mg·L~(-1)时最高,达到98%。而ZnSO4对两种蔬菜芽长的抑制作用强于ZnO NPs。研究表明,尽管ZnO NP_s和ZnSO_4对两种蔬菜发芽率无显著影响,但二者均在一定程度上抑制了两种蔬菜根长和芽长。     

纳米炭材料对作物生长影响的研究进展

纳米炭材料由于其独特的结构和物理化学性质被广泛地应用到材料科学、能源、环境修复以及制药等领域。随着纳米炭材料生产和使用的不断增加,纳米炭材料将不可避免地被释放到环境中,并对环境中的各种植物以及作物造成未知的影响。近年来,将纳米炭材料应用到农业领域,考察纳米炭材料对作物的影响成为新的研究热点。该文综述了各类纳米炭材料(包括炭纳米管、富勒烯、炭纳米洋葱和石墨烯等)对作物的生长影响,现有研究表明,各类纳米炭材料对作物种子的萌发和幼苗根茎的生长、作物产量和品质以及作物的抗逆性方面造成影响;此外,施加含纳米炭材料的肥料对作物的产量品质,肥料的利用率也造成影响,但其中的影响机理还不完全清楚,仍有待于进一步研究。研究纳米炭材料与作物的相互作用关系,可为纳米炭材料应用于农业,促进增产提供新的思路和指导,因而具有重要的意义。     

防雹网对果园立地环境及苹果生长的影响

在陕北黄土丘陵沟壑区以普通苹果园为对照,研究了覆盖防雹网对果园立地环境、冰雹伤害和苹果生长状况等的影响。结果表明：防雹网具有一定的升温及遮荫作用,对果园的气温、地表温度、20 cm土壤温度、40 cm土壤温度影响表现为早晚提高,中午降低,日均温略有提高,影响程度为气温＞地表温度＞20 cm土壤温度＞40 cm土壤温度,晴 天＞阴天。防雹网对果园空气湿度、土壤水分无显著影响,但极显著地降低晴天的光照强度和风速,且风速越大,降低的效果越明显。防雹网略微降低苹果叶片的光合速率,极显著地削弱枝条长势,显著降低果实产量,但对果实品质无显著影响。防雹网极显著降低果实、叶片的伤害率和伤害指数,显著提高果实的经济产值。在冰雹频繁发生区域,应加强防雹网的使用与推广。