Sr2+在印度芥菜幼苗中的富集、亚细胞分布及贮存形态研究

为研究印度芥菜对Sr²⁺的富集、转运特性,解释超富集植物对Sr²⁺的解毒和富集机理,采用水培法培养印度芥菜幼苗至两片真叶,置于含锶[ρ(Sr²⁺)167(CK)~350 mg·L^-1]的营养液中处理7 d后取样,通过差速离心法和化学试剂提取法分离提取植物器官、细胞的亚细胞组分和不同化学形态的Sr²⁺,原子吸收分光光度法测定各器官(根、茎和叶)、各亚细胞组分及不同化学形态的Sr²⁺含量.结果显示:印度芥菜各营养器官对Sr²⁺的富集量为"叶> 茎> 根",地上部分含量占总含量的84.93%~90.46%,转移系数(TF)达到5.63~9.48;生物富集系数(BCF)达到8.21~12.34;各器官中Sr²⁺的亚细胞分布主要集中在细胞壁和可溶性组分中,相对含量达到95.62%~100%;细胞核、前质体、叶绿体和线粒体等细胞器仅含少量的Sr²⁺(<2.92%);Sr²⁺在印度芥菜根中主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在,茎、叶中主要以水溶性有机酸盐和一代磷酸盐的形态存在.研究结果表明:质膜转运蛋白介导的跨膜运输是印度芥菜根系吸收Sr²⁺的主要途径,将Sr²⁺以结合态的形式富集到根部,再以水溶态的形式将Sr²⁺经茎部转运至叶中贮存;同时,通过细胞壁的阻滞作用,将Sr²⁺结合固定在细胞壁,并将进入细胞质基质的一部分Sr²⁺转运到液泡内,暂时或"永久性"存贮;通过区域化分布有效降低了细胞器、胞质溶胶(cytosol)及内含物中的Sr²⁺含量,极大地减缓了Sr²⁺对细胞器的功能性损伤,此为印度芥菜对耐受Sr²⁺胁迫的重要机理之一.     

戈壁异常球菌冷激蛋白Csp1提高大肠杆菌盐胁迫抗性

耐辐射戈壁异常球菌(Deinococcus gobiensis I-0)是本研究室分离于戈壁沙漠环境中的微生物,对辐射、氧化和干旱等非生物胁迫有超强的抗性。该菌基因组含有2个冷激蛋白编码基因(csp1,Dgo_CA1136和csp2,Dgo_PA0041),编码蛋白均具有典型的冷激蛋白家族特有的结构域。本研究以戈壁异常球菌I-0 Csp1为研究对象,研究表明Csp1能显著增强模式菌株大肠杆菌对低温、高盐、干旱等非生物胁迫的抗性;QRT-PCR分析显示在盐胁迫条件下Csp1表达菌株的海藻糖合成酶基因(otsA和otsB)表达显著上调,其降解基因(treB、treC)无显著变化。Csp1通过调控海藻糖代谢途径,促进渗透保护物的积累,可能是增强细胞盐、干旱等胁迫抗性的有效途径之一。     

保水剂对旱地作物种子发芽的影响

保水剂对于旱地作物种子发芽具有很大的影响。经过保水剂涂覆处理的种子,可以分别提高发芽率、发芽势6.2%和8.0%,增加幼苗根长21.37%,使幼苗单株鲜重、单株干重分别平均增加7.4%和14.9%。在干旱条件下还可以相对缩短出苗时间。由此,保水剂在旱地作物的抗旱保苗,节水栽培中具有很重要的作用。     

超富集植物体降解菌枯草芽孢杆菌BS-C3产纤维素酶条件研究

旨在通过研究一株能够降解超富集植物的枯草芽孢杆菌枯草亚种BS-C3菌株的产纤维素酶条件,为其降解超富集植物体提供一定参考。通过设置不同碳源、氮源、接种量、培养温度、装液量、培养基初始pH和培养时间等生长条件,进行单因素和正交试验。实验结果表明菌株BS-C3产纤维素酶的最佳条件是:以1%的CMC-Na为碳源,1%的蛋白胨和1%的酵母粉为氮源,接种量为3%,培养温度为37℃,装液量为70 mL,初始p H为8,其滤纸酶活FPA和羧甲基纤维素酶活CMCA分别在第4天和第5天时达到最大值223.74 U/mL和257.67 U/mL。该试验获得了菌株BS-C3产纤维素酶的最佳条件。     

氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)对重金属富集植物腐蚀作用研究

为了获得重金属富集植物生物法预处理的最佳工艺条件,实现其资源化利用,以黑麦草(Lolium perenne)为材料,探究氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)在不同接种量和不同浓度底物添加剂(S0、Na2S2O_3、Fe SO4、Fe S和Fe0)条件下对黑麦草的腐蚀作用,通过扫描电镜进一步观察其对细胞壁的破坏情况。结果表明:氧化亚铁硫杆菌对黑麦草具有较好的腐蚀作用,各接种量(5%~15%)之间差异较小,反应第10 d,10%接种量处理组中黑麦草的纤维素降解率达40.97%,半纤维素降解率达77.49%,木质素降解率达19.33%。投加底物添加剂后,氧化亚铁硫杆菌对纤维素降解率有明显提高。总体来看,添加14 g·L~(-1)的S0对黑麦草的降解效果较好,纤维素、半纤维素及木质素的降解率分别达到81.31%、82.29%、26.02%,此条件下铀、铬、镉的浸出效率均较高。在氧化亚铁硫杆菌及底物添加剂的作用下,除Fe S、Fe0处理组外,其他各处理组的pH值均呈下降趋势,反应10 d后,pH值最低降至1.0左右,pH值的降低能有效提高半纤维素降解率,但与纤维素及木质素的降解率无明显关系。扫描电镜结果表明氧化亚铁硫杆菌对黑麦草细胞壁有较强的破坏作用。氧化亚铁硫杆菌对黑麦草具有很好的腐蚀效果,并且能充分利用底物添加剂提高黑麦草中纤维素降解率。后期需进一步考虑提高氧化亚铁硫杆菌对木质素的降解效率及黑麦草中重金属的回收率。     

不同质地土壤蚕豆生长对低分子聚乙烯的响应

模拟自然条件,在添加聚乙烯颗粒的壤土、沙土、粘土种植蚕豆,并设定1年、10年、50年、100年的添加量,研究低分子量聚乙烯对作物生长的影响。结果表明,3种土壤中,低分子量聚乙烯对蚕豆生长无不良影响,随着添加量的增加,蚕豆株高增加明显,但结荚数及复叶数无明显变化。土壤质地是影响蚕豆生长的主要因素,影响远大于低分子量聚乙烯。     

毛竹对锰胁迫土壤的响应研究

【目的】探究毛竹（Phyllostachys pubescens） 对锰污染土壤的修复效果与生理响应。【方法】以 3 年生毛竹为试材,测定毛竹植物学性状、光合参数、叶绿素荧光参数等指标,分析土壤不同锰胁迫浓度（0、1 000、2 000、4 000 mg/kg）下毛竹的生理响应与重金属富集特性。【结果】与对照相比,4 000 mg/kg锰胁迫土壤 下,毛竹的株高、叶长、叶宽和基径分别下降 22.6%、25.9%、21.3% 和 26.7%,毛竹叶片的水分利用率显著降 低 30.6 个百分点,光化学淬灭指数与非化学淬灭指数分别下降 29.8% 和 20.7%,毛竹的过氧化物酶与过氧化物 酶活性分别下降 39.4% 和 22.6%。0、1 000、2 000、4 000 mg/kg 浓度锰胁迫下,毛竹地上部（茎和叶）对锰的 平均富集量分别为 1 098.6、2 336.4、3 530.9、5 370.4 mg/kg,毛竹对锰的转移系数分别为 1.59、3.83、3.56 和 4.17。【结 论】高浓度锰胁迫对毛竹的植物学性状有一定抑制作用,但毛竹依旧可以生长,对锰胁迫土壤有很好的富集能力。 为今后在重金属污染污染治理和植物修复领域的研究提供一定参考。     

外源硼酸对铀胁迫下四季豆生理以及铀富集的影响

为了研究外源硼酸对铀胁迫下四季豆生理生化以及铀富集能力的影响,笔者以四季豆(Phaseolus vulgaris L.)为材料,通过盆栽控制试验,在含有铀污染的土壤中分别施加0、10、20、30、40、50 mg/kg的硼酸,在温室中种植培养四季豆,待四季豆开花前取样测定其生理指标和铀富集含量。结果表明:(1)随着硼酸浓度的升高,最大光化学效率(FV/Fm)和光合性能指数PIABS以及单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的能力(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心耗散的能量(DIo/RC)均呈现先升高后下降的趋势;叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸也呈现先上升后下降的趋势;丙二醛(MDA)呈现先下降后升高的趋势;(2)随着外源硼酸浓度的升高,四季豆地上部和地下部铀含量以及植物铀含量都升高。说明了外源施加适宜浓度的硼酸可以提高四季豆对重金属铀的抗性,增加四季豆对铀的富集能力和转移能力。     

尤曼桉芦丁的HPLC测定和分析

采用高效液相色谱法测定了尤曼桉的叶片和树皮中的芦丁含量。色谱条件为:流动相冰醋酸∶甲醇∶水=3.5∶50∶49,检测波长为355 nm,此法简单、快速、准确。测定结果表明尤曼桉树皮的芦丁含量很低,叶片芦丁含量在3%~21%之间,不同单株和不同叶龄差异明显。