预处理方式对微紫青霉菌(Penicillium janthinellum)菌株GXCR吸附Zn2+影响的研究

研究了不同预处理方式对微紫青霉菌（Penicillium janthinellum）菌株GXCR的Zn^2＋吸附的影响。结果表明,匀浆化＋NaOH（0．5mol／L）预处理的菌体（匀浆碱化菌体）的吸附效果最好,Zn^2＋的吸附增加率达到39．74％;匀浆化＋酸化处理导致菌体的Zn^2＋吸附能力下降。匀浆碱化菌体吸附Zn^2＋的适宜pH为5～6,吸附是一个快速过程,在5min内基本趋于平衡。等温曲线和荧光检测表明,匀浆碱化菌体吸附Zn^2＋是一种表面吸附为主的单分子层吸附行为。经吸附-解吸-吸附循环使用4次后,碱化菌体的Zn^2＋吸附率仍可达到第一次吸附率的73．24％。     

Penicillium janthinellum菌株GXCR对Cu,Al和Zn的抗性特征及其Cu的生物矿化作用

对分离到的一株高抗Cu(200 mm ol/L CuSO4.5H2O)的P en icillium janth inellum菌株GXCR(中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏号:CGM CC 1027)进行紫外诱变,获得了3株Cu抗性下降突变体,进一步测定结果表明,3个突变体对A l[A l2(SO4)3]和Zn(ZnSO4.7H2O)的抗性也显著下降;只有在含Cu的PDA上生长的菌体表面能够形成CuSO4.5H2O样的蓝色晶体。进一步的X-ray衍射的原子微量分析表明,这种蓝色晶体含Cu2 ,说明该菌具有Cu的生物矿化作用。菌体表面积累的Cu2 的量与菌株的抗Cu水平有正相关性,说明该菌对Cu的抗性很可能与Cu矿化作用有关。     

微紫青霉菌（Penicillium janthinellum）P-type ATPase及金属硫蛋白相关基因的克隆

本研究以高抗多种重金属盐的微紫青霉菌（Penicillium janthinellum）菌株GXCR为材料构建基因组fosmid文库。其插入片段集中在36～50kb,含13348个克隆,重组率为100%,大约覆盖了GXCR基因组的14.83倍。基于序列特异性和简并引物,利用PCR扩增分析了与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）重金属盐抗性相关的CRS5和CUP2基因;基于兼并引物和序列特异性引物,利用PCR扩增分析了GXCR的P-type ATPase基因。通过菌落原位杂交和Southern blot鉴定了一个含铜转运P-type ATPase基因的阳性fosmid克隆,经亚克隆测序分析表明该基因与棒曲霉（Aspergillus clavatus菌株）NRRL1的P-type copper ATPase相似性达97%。没有筛选到与CRS5和CUP2基因同源的克隆,说明GXCR中可能不存在与酿酒酵母CUP2和CRS5高度同源的MT基因,同时也暗示酵母与丝状真菌的重金属盐的抗性机制有本质上的差异或者独特性。     

聚乙二醇介导的赭曲霉遗传转化体系的构建

赭曲霉(Aspergillus ochraceus)不仅能够引起谷物霉腐,而且能够代谢产生具有强肾毒性、致癌、致畸、致突变的赭曲霉毒素A (ochratoxinA,OTA),严重危害人类健康.然而,赭曲霉也能够发酵应用于甾体转化和生产木葡聚糖酶等有益方面.为深入解析赭曲霉中OTA的生物合成与调控机制以及探索其有益的基因资源,本研究基于同源重组的原理,利用聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导的原生质体转化方法成功构建了赭曲霉的遗传转化体系.基于赭曲霉对潮霉素的敏感性,本研究选择以潮霉素抗性基因作为赭曲霉遗传转化体系的筛选标记基因,筛选浓度为70 μg/mL以上,为保障筛选的稳定性和减少假阳性,选择浓度100 μg/mL的潮霉素进行筛选.赭曲霉原生质体的质量和浓度是转化成功的必备条件,本研究优化2％蜗牛酶和2％纤维素酶为原生质体制备的适宜细胞壁酶解条件.本研究采用融合PCR和巢式PCR技术获得目的基因上下游和潮霉素抗性基因相融合的拟转化DNA片段,利用PEG介导的原生质体转化方法将拟转化DNA片段转化入赭曲霉原生质体,经潮霉素抗性筛选、PCR测序验证鉴定是否为阳性转化子.赭曲霉遗传转化体系的成功构建为今后赭曲霉在OTA生物合成及其分子调控机制和工业生产应用研究的开展提供了有利的技术保障.     

聚乙二醇(PEG)介导的甜瓜蔓枯病菌的转化(英文)

蔓枯病是当前危害瓜类的主要病害,但是蔓枯病菌(Didymella bryoniae)病原学研究还非常落后,关于该菌功能基因的研究报道还较少。为了建立聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导的甜瓜蔓枯病菌原生质体遗传转化体系,本研究利用带有潮霉素B磷酸转移酶(hph)基因的质粒pSGate1为载体,通过PEG(分子量3350)介导的融合法转化蔓枯病菌株ZJDB32。将病菌分生孢子于PDB培养液(200g/L马铃薯煎汁,20g/L葡萄糖)内震荡培养20h,然后收集产生的幼嫩菌丝,在10mg/mL lysing enzyme+5mg/mL driselase酶液内28℃酶解3h,每克湿菌丝能产生3.8×107个原生质体。PEG介导融合转化pSGate1至D.bryoniae原生质体,每毫克ZJDB32的DNA转化效率最高能得到1230个转化子。结果表明,20个代表性的ZJDB32的转化子继代4次后其潮霉素抗性、生长速率、产孢量和致病性与野生型都没有明显变异,这些转化子可以进一步用于相关功能研究。因此,该转化体系的建立为甜瓜蔓枯病菌功能基因的深入研究提供了基础资料。     

安祖花Arizona品种遗传转化体系的优化及矮牵牛查尔酮合成酶基因(PhCHS)的导入

安祖花(Anthurium andraeanum)是近年来非常流行的年宵花卉之一。为了优化安祖花的遗传转化体系,本研究以安祖花Arizona品种组培苗的叶片为外植体,将构建好的重组质粒p SN1301-HYG-Ph CHS在根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)GV3101介导下转化安祖花。优化后的体系为:首先将组培苗幼嫩叶片切块后置于1/3 MS预培养基(附加200 mg/L NH4NO3,0.5mg/L BA,0.05 mg/L 2,4-D,5g/L琼脂,30g/L蔗糖)中预培育3 d,然后用根癌农杆菌(菌液OD600=0.5)侵染10 min,将侵染过的叶片接种于MS培养基,28℃黑暗条件下共培养3 d,之后转移到附加有500 mg/L羧苄青霉素和30 mg/L潮霉素的愈伤诱导培养基中进行筛选。结果表明,抗性愈伤组织形成率可达到5%~6%。对体系优化过程中获得的14株抗性转基因植株进行PCR检测,其中9株为阳性,证实矮牵牛查尔酮合成酶基因(Petunia hybrida chalcone synthase gene,PhCHS)已经转入安祖花Arizona中。该研究结果为利用转基因方法改良安祖花品种提供了技术保障。     

几种重金属钝化剂及其不同添加比例对猪粪堆肥重金属(As,Cu,Zn)形态转化的影响

采用连续提取法研究了猪粪堆肥处理中重金属浓度和形态的变化以及不同添加比例的重金属钝化剂对其浓度和形态的影响.结果表明:经过堆肥处理后,重金属As,Cu和Zn的浓度普遍升高;堆肥处理能促进重金属As,Cu和Zn的形态向活性降低的方向转化,因此堆肥处理可以降低重金属的生物有效性.在3种重金属钝化剂及不同添加比例处理中,猪粪堆肥重金属As的最佳钝化剂及其添加比例为7.5%的粉煤灰,对可交换态As的钝化效果为51.4%;重金属Cu的最佳钝化剂及其添加比例为2.5%的粉煤灰,对可交换态Cu的钝化效果为29.7%;重金属Zn的最佳钝化剂及其添加比例为5.0%的钙镁磷肥,对可交换态Zn的钝化效果为50.0%.因此,堆肥处理中添加重金属钝化剂可以降低猪粪堆肥中重金属的有效性,有利于降低猪粪堆肥土地利用中重金属污染的风险.     

耐盐降解性菌株A1(Arthrobactersp.A1)的渗透调节

菌株A1（Arthrobacter sp.Al)分离自降解含盐（NaCl浓度为0.77molL^-1) 苯乙酸生产污水的活性污泥，该菌株能在NaCl浓度为0.1molL^-1-2.0molL^-1，以苯乙酸为惟一碳源的基础培养基中生长。在不同的NaCl浓度下，菌株A1细胞内的QAC（Quaternary ammonium compounds)，游离谷氨酸和K^ 含量与盐浓度的升高成正相关。在盐激条件下，菌株A1细胞内的QAC，游离谷氨酸和K^ 含量急剧增加，当外界的盐浓度突然从0.1molL^-1增加到1.0molL^-1时，其细胞内的QAC和游离谷氨酸含量在40分钟内分别增加了4.9倍和2.1倍。     

土壤中重金属铬(Ⅵ)污染修复技术的研究进展

我国土壤铬（Cr）污染的形势较为严峻,目前对重金属Cr(VI)的治理迫在眉睫。本文通过对铬污染的来源、修复机理、形态转化与毒性危害进行阐述,论述了目前多种常见的土壤重金属铬污染修复技术,通过分析各方法的运用实例与实验室试验结果,指出土壤铬污染的主要问题以及传统方法、新型方法和联合修复方法的发展与前景。相比而言,一些新型修复方法和联合修复可避免单一修复的不足之处,其修复效果较好、经济效益高、产生的不利影响较小。     

辣椒烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸基因(NADPH)在辣椒中的遗传转化及其抗病性鉴定

为了分析辣椒NADPH基因与辣椒疫病抗性之间的关系,明确其在辣椒抗疫病方面的作用,以辣椒NADPH基因为目的基因,利用载体pBI121构建了植物表达载体pBI121-NADPH,采用农杆菌介导法转化辣椒(Capsicum annuum L.)感病品种B12,获得了5个卡那霉素抗性转化株系。对卡那霉素抗性转化植株进行PCR和RT-PCR分子检测发现,这5个转化株系含有目的基因CanNADPH。应用辣椒疫病抗性离体叶片鉴定技术,鉴定转基因植株对疫霉菌(Phytophthora capsici)的抗病性,结果表明,转基因辣椒的发病率较非转基因植株降低了22.2%,其病情指数降低了46.5%,表明辣椒NADPH基因在辣椒抗疫病方面有重要作用。     

不同钝化剂对猪粪堆肥中重金属形态转化的影响

采用三级四步连续提取法(BCR)研究了磷矿粉、硅藻土和膨润土3种重金属钝化剂对猪粪堆肥过程中重金属As、Pb、Cd含量和形态的影响.结果表明:(1)堆肥处理后,重金属总量会表现出“相对浓缩效应”,使其浓度升高.(2)堆肥处理能促进重金属As、Pb、Cd的形态向活性降低的方向转化,从而降低其生物有效性.(3)不同钝化剂对不同重金属钝化效果不同,膨润土和磷矿粉对交换态铅的钝化效果较好;膨润土对交换态砷的钝化效果较好;硅藻土对交换态镉的钝化效果较好.因此,磷矿粉、硅藻土和膨润土处理有利于降低猪粪堆肥施用中的重金属污染风险.     

污泥和水溶性重金属盐的植物有效性比较研究

采用盆栽方法研究了污泥中重金属的植物有效性,并与等量重金属盐进行了比较。结果表明,施用污泥50 g/kg土和100 g/kg土能明显增加番茄和玉米苗期地上部Zn、Cu、As的含量,对Cr、Ni、Pb含量影响不大。施用污泥可以降低玉米苗期地上部Cd的含量。施用污泥与施用等量水溶性重金属盐比较,污泥重金属有效性低于水溶性重金属盐的有效性。在土壤污泥施用量为50 g/kg时,污泥重金属在番茄苗期的Zn、Cu有效系数分别为80.9%和54.8%;玉米苗期Zn、Cu的有效系数分别为53.4%和70.3%;污泥用量为100 g/kg土时,污泥重金属在玉米苗期的Zn、As有效系数分别为74.5%和64.4%。     

AM菌对三叶草吸收、累积重金属的影响

采用4室根箱培养系统,探讨了Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属复合污染土壤中,丛枝菌根菌对三叶草生长及吸收、累积重金属的作用,结果表明:重金属Cu 100mg/kg、Zn 600mg/kg、Pb 300mg/kg、Cd 10mg/kg的复合污染对三叶草生物量影响较小,但土壤重金属处理使丛枝菌根菌Glomus intraradices和Glomus caledonium对三叶草的侵染率分别降低53%和56%,菌种G.intraradice的菌丝密度降低73%;接种菌根真菌能明显减少重金属复合污染土壤中三叶草对Cu、Cd和Pb的吸收,并强化根系在限制重金属Pb和Cd向地上部运输中的作用,地上部Pb和Cd含量分别下降24.2%~55.3%和65%~97.9%,使三叶草地上部Cd和Pb含量均低于我国牧草重金属安全含量,提高了三叶草可食部分的质量;不同菌根真菌对三叶草吸收、累积及分配重金属的影响有明显差异,Glomus intraradices对减少三叶草对重金属的吸收及其在地上部可食部分的累积的作用大于Glomus caledonium。丛枝菌根菌对于强化三叶草根系对重金属的固持作用,调节生态系统中重金属的生物循环,减轻重金属对食物链的污染风险方面起着重要作用。     

Community structure of arbuscular mycorrhizal fungi associated with Robinia pseudoacacia in uncontaminated and heavy metal contaminated soils

The significance of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in soil remediation has been widely recognized because of their ability to promote plant growth and increase phytoremediation efficiency in heavy metal (HM) polluted soils by improving plant nutrient absorption and by influencing the fate of the metals in the plant and soil. However, the symbiotic functions of AMF in remediation of polluted soils depend on plant–fungus–soil combinations and are greatly influenced by environmental conditions. To better understand the adaptation of plants and the related mycorrhizae to extreme environmental conditions, AMF colonization, spore density and community structure were analyzed in roots or rhizosphere soils of Robinia pseudoacacia. Mycorrhization was compared between uncontaminated soil and heavy metal contaminated soil from a lead–zinc mining region of northwest China. Samples were analyzed by restriction fragment length polymorphism (RFLP) screening with AMF-specific primers (NS31 and AM1), and sequencing of rRNA small subunit (SSU). The phylogenetic analysis revealed 28 AMF group types, including six AMF families: Glomeraceae, Claroideoglomeraceae, Diversisporaceae, Acaulosporaceae, Pacisporaceae, and Gigasporaceae. Of all AMF group types, six (21%) were detected based on spore samples alone, four (14%) based on root samples alone, and five (18%) based on samples from root, soil and spore. Glo9 (Rhizophagus intraradices), Glo17 (Funneliformis mosseae) and Acau3 (Acaulospora sp.) were the three most abundant AMF group types in the current study. Soil Pb and Zn concentrations, pH, organic matter content, and phosphorus levels all showed significant correlations with the AMF species compositions in root and soil samples. Overall, the uncontaminated sites had higher species diversity than sites with heavy metal contamination. The study highlights the effects of different soil chemical parameters on AMF colonization, spore density and community structure in contaminated and uncontaminated sites. The tolerant AMF species isolated and identified from this study have potential for application in phytoremediation of heavy metal contaminated areas.     

畜禽粪便生物炭内源重金属在酸性土壤中的迁移转化

为探究生物炭内源重金属在酸性土壤中的迁移转化规律,科学指导畜禽粪便生物炭农田应用,该研究以猪粪生物炭为研究对象,开展土壤培养试验,利用扫描电镜、物理吸附、X射线衍射物相分析、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体质谱等方法表征不同培养时间生物炭表面形貌、孔隙结构、元素分布的变化规律,以及土壤孔隙溶液中重金属、磷酸盐等组分的变化规律。结果显示生物炭内源重金属Cu、Zn主要存在形态为氧化提取态,Cu、Zn氧化提取态比例分别为79.37%和53.43%,生物炭矿物质元素主要以氧化物形式存在于生物炭颗粒表面,施入酸性土壤后,生物炭比表面积及孔容增加,颗粒表面Cu、P、K等元素含量降低,土壤孔隙溶液中pH值、EC、Cu与PO43-含量显著升高,PO43-的浓度范围为2.26～298.00 mg/L,Cu的浓度范围为1.81～2.86 μg/L,生物炭颗粒粒径越小,PO43-和Cu溶出率越高,生物炭施入土壤30 d时,土壤孔隙溶液中PO43-和Cu的浓度最高。研究表明酸性土壤可促进以碳酸盐、磷酸盐氧化物形式存在的Cu以及被碳酸根与磷酸根沉淀的Cu不断释放进入土壤,但生物炭内源Zn在酸性土壤环境不易释放,且生物炭可吸附土壤中的Zn,降低Zn的生物有效性。     

“稻鸭共生”生态系统重金属镉的转化、迁移及循环特征

重金属镉(Cd)通过污染的饲料和化肥而影响农产品进而危害人体健康已经成为食品安全和生态环境关注的焦点。为完善"稻鸭共生"系统的肥料和饲料管理,建立合理的物质产投结构及降低重金属Cd的生态毒理风险,在湖南省长沙市望城区桐林坳社区开展了2年田间试验,以常规稻作为对照,采用投入产出法,研究分析"稻鸭共生"生态系统重金属Cd的转化、迁移及循环特征。结果表明,"稻鸭共生"生态系统Cd输入量为:肥料饲料秧苗雏鸭,其中肥料Cd输入主要是磷肥输入。"稻鸭共生"生态系统Cd输出主要是水稻籽粒Cd和成鸭Cd。"稻鸭共生"生态系统内循环的Cd主要是鸭粪Cd、杂草Cd、害虫Cd及归还给系统的水稻秸秆Cd和根系Cd。鸭所摄食的Cd主要来自鸭饲料,大鸭饲料Cd输入大于小鸭饲料Cd输入。在"稻鸭共生"生态系统中重金属Cd沿食物链的转化、迁移过程以鸭粪Cd形式放大,且鸭粪Cd高于鸭饲料Cd输入。稻田土壤Cd输出来看,"稻鸭共生"和常规稻作相比无显著差异(P0.05)。无论是常规稻作还是"稻鸭共生",水稻植株Cd含量次序为根秸秆籽粒。与常规稻作相比,"稻鸭共生"没有增加水稻植株Cd含量和Cd积累。糙米和鸭肉镉含量分别为0.033 mg·kg-1和0.008 mg·kg-1,短期来看,"稻鸭共生"能够提供安全无Cd污染的农产品(鸭和稻米)。     

用模糊综合评判法评价土壤重金属污染程度

通过对南宁市郊 1 2个主要菜区土壤中重金属 ( Cu、Zn、Cd、Pb)含量的调查和分析测定 ,采用模糊综合评判方法对土壤重金属污染状况进行评价。结果表明 :南宁市郊部分蔬菜区土壤不同程度地受到Cu、 Zn、 Pb、 Cd的污染 ,污染程度依次是 :Cd>Pb>Zn>Cu。 1 2个样点污染程度依次为 n2 =n6 =n1 1 >n7=n8=n9>n1 =n4 >n5>n1 2 >n3=n1 0