设施农田土壤重金属污染评价及分区阈值研究

设施农田高强度的耕作模式使土壤重金属累积日益加重,因地制宜地确定其土壤重金属目标值与筛选值对设施农田可持续生产意义重大。本文以石家庄、衡水与唐山为研究区,基于土壤重金属污染风险和生态风险评价,用熵权法得出综合风险等级并确定重金属污染分区阈值。结果表明土壤Cd、Cu、Zn污染最严重,高风险区占比达40.57%。研究区设施农田土壤Cd、Cu、Pb、Zn全量与有效态的目标值分别为0.12、40.17、19.23、116.03 mg·kg^-1与0.02、4.19、0.59、8.80 mg·kg^-1;筛选值分别为0.40、90.27、38.33、170.68 mg·kg^-1与0.11、11.77、1.55、14.24 mg·kg^-1。基于综合评价结果反推分区阈值的方法简单便捷,重金属全量与有效态的目标值及筛选值的确定为研究区设施农田重金属污染的预防提供了多方位的指导。     

Cd污染农田的炭基修复方案设计和效果评价

为了解不同Cd污染农田土壤上炭基改良剂的治理效果,运用土壤医生理念,针对广东省韶关和云浮3个重金属Cd污染状况和土壤理化性质不同的区域农田分别设计了3种以生物炭为主要原料,搭配石灰、有机肥等不同辅料的3种生物炭基土壤改良剂,并进行了大田应用试验,同时归纳总结设计原则,评价设计的3种改良剂对Cd污染农田的治理效果。结果表明：在3个区域施用的改良剂均不会降低作物的产量,在Cd污染严重的酸性土壤上有显著增产的效果（增产效果达到383.03%）;同时施加3种不同配方的炭基改良剂均可以有效降低作物可食用部位的Cd含量,分别是对照的33.33%、46.88%和42.86%,使3个试验区的农产品可食用部分Cd含量均达到国家标准;施用炭基改良剂,可有效降低土壤中酸溶态Cd的含量,尤其是在酸性较强、Cd污染程度高的土壤中,能够将土壤中活性和生物可利用形态的Cd含量降低18.28%。综上所述,根据土壤理化性质、污染程度和修复目的来针对性设计以生物炭为基础的炭基改良剂可以保障作物产量,提高作物品质,实现对南方Cd污染土壤的改良。     

高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株,并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样,以水稻秸秆粉为唯一碳源,通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌,结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株,采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位,通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性,解析其高温适应性机制,评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌,其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强,而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力,将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似,分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低,其最适温度范围不同,分别为55~65℃和70~80℃,其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明,菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌,其具有不同高温偏好性,纤维素酶热稳定性强,在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

利用CRISPR/Cas9系统构建可诱导型猪Sohlh1基因敲除细胞系

目的 将Tet-on系统与CRISPR/Cas9系统相结合建立诱导敲除猪Sohlh1基因的细胞系。方法 分离培养猪胎儿成纤维细胞(PFF),进行慢病毒载体PCW-eSpCas9(1.1)侵染并通过1 μg/mL嘌呤霉素筛选及强力霉素(Dox)诱导;改造pLV-sgRNA载体,进行293FT细胞转染验证;构建含Sohlh1基因目标靶点的pLV-sgRNA-2A-GFP特异性载体,进行慢病毒包装检测;利用包装病毒侵染稳转PCW-eSpCas9(1.1)的PFF细胞,3 μg/mL灭稻瘟菌素进行筛选,随后添加Dox诱导进行表达分析和敲除效率检测。结果 建立了受Dox调控可诱导eSpCas9(1.1)蛋白表达的PFF细胞系,不添加Dox,eSpCas9(1.1)蛋白不表达;293FT细胞表达绿色荧光,表明pLV-sgRNA-2A-GFP载体改造成功。3、4、6号Sohlh1基因靶点具有敲除活性,利用最优的2个靶点构建了pLV-sgRNA-2A-GFP特异性载体,荧光表达显示载体慢病毒包装成功。构建稳转PCW-eSpCas9(1.1)和pLV-sgRNA-2A-GFP的PFF,经Dox诱导72 h后,Sohlh1基因的敲除效率为85%。结论 利用Tet-on系统和CRISPR/Cas9系统成功构建了可诱导型猪Sohlh1基因敲除细胞系,为研究Sohlh1基因的功能以及制备条件性敲除Sohlh1基因去除生殖细胞的模型猪奠定了基础。     

虾塘养殖对红树林沉积物和间隙水理化性质的影响

红树林湿地在近海水体营养控制和营养盐循环过程中扮演着重要的角色。沉积物、水体和植被相互作用共同维持其生态功能的运转,了解虾塘养殖对林下沉积物和间隙水养分特征影响对评价红树林生态功能具有重要指导意义。本研究以受虾塘养殖废水排放不同影响程度的红树林（无排放区、直排区、修复区）为研究样地,通过不同生境下沉积物与间隙水养分特征的分析,探讨虾塘养殖对他们的影响。结果如下：1）受虾塘养殖废水排放影响区中（直排区、修复区）红树林下沉积物TN与OM、TP呈正相关关系,虾塘养殖废水直排对林下沉积物具有明显酸化作用;2)NH4+-N是红树林下间隙水可溶性无机氮（DIN）的主要组成形式,无排放区沉积物还原性较强,更利于NH4+-N累积在间隙水中;NO3--N与DIN呈极显著相关,虾塘养殖废水排放增强了NO3--N、NO2--N和DIN的累积效应。研究结果表明沉积物和间隙水的理化性质可作为评价虾塘养殖区边邻红树林生境变化规律的定量指标之一。     

菊楂决明饮单煎和共煎对化学成分及抗氧化活性的影响

目的：考察菊楂决明饮中山楂、决明子（炒决明子）、菊花配伍单煎液与共煎液的化学成分及抗氧化活性差异。方法：采用紫外分光光度法测定总黄酮、总蒽醌的含量;采用酸碱滴定法测定总酸的含量;采用HPLC法测定山楂酸、大黄酚、橙黄决明素、绿原酸、木犀草苷、3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸的含量。结果：山楂单煎液的总黄酮含量为 {1.63% }、总酸含量为5.44%、山楂酸含量为2.37%、对DPPH自由基的清除率为46.49%;决明子单煎液的总黄酮含量为0.54%、总蒽醌含量为0.27%、大黄酚含量为0.14%、橙黄决明素含量为 {0.52% }、对DPPH自由基的清除率为3.53%;炒决明子单煎液的总黄酮含量为0.52%、总蒽醌含量为0.29%、大黄酚含量为0.22%、橙黄决明素含量为0.56%、对DPPH自由基的清除率为25.07%;菊花单煎液的总黄酮含量为1.65%、绿原酸含量为 {0.99% }、木犀草苷含量为 {0.30% }、3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量为2.65%、对DPPH自由基的清除率为45.89%;山楂、决明子、菊花共煎液总黄酮含量为2.62%、总酸含量为 {4.12% }、总蒽醌含量为0.25%、山楂酸含量为1.25%、大黄酚含量为0.16%、橙黄决明素含量为0.56%、绿原酸含量为 {3.01% }、木犀草苷含量为0.48%、3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量为3.97%、对DPPH自由基的清除率为25.92%;山楂、炒决明子、菊花共煎液总黄酮含量为2.56%、总酸含量为 {3.94% }、总蒽醌含量为0.24%、山楂酸含量为0.43%、大黄酚含量为0.33%、橙黄决明素含量为1.00%、绿原酸含量为4.12%、木犀草苷含量为 {0.60% }、3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量为4.74%、对DPPH自由基的清除率为44.51%。结论：山楂、决明子、菊花共煎后,与单煎液相比,总黄酮、大黄酚、橙黄决明素、绿原酸、木犀草苷、3,5-O-双咖啡酰基奎宁酸含量均升高;总酸、总蒽醌、山楂酸含量都有不同程度降低,对DPPH自由基清除率与单煎液相当。     

不同年限稻鸭共作对水体藻类群落结构的影响

为探究不同规模、不同年限稻鸭共作系统水体藻类群落组成及多样性的差异,通过设置不同年限(4、20 a)和不同规模(0.067、0.200、0.333 hm~2)稻鸭共作田,利用高通量测序等手段,分析稻鸭共作田水体藻类多样性及群落结构的变化规律。结果表明:稻鸭共作田水体藻类的丰富度指数较非稻鸭共作田高,长期稻鸭共作田水体藻类Ace丰富度指数较短期共作田高,物种数增多;稻鸭共作田与非稻鸭共作田水体藻类优势种均为裸藻、绿藻、蓝藻,但稻鸭共作田绿藻、蓝藻的相对丰度高于非稻鸭共作田,另外稻鸭共作田规模大小影响蓝藻的相对丰度,规模越大蓝藻相对丰度越低;稻鸭共作田藻类多样性指数比非稻鸭共作田高,水体藻类群落结构差异较大,稻鸭共作系统的水体藻类群落结构表现出一定的相似性。冗余分析表明,对于稻鸭共作后期而言,影响非稻鸭共作田水体藻类群落结构的主要环境因子是溶解氧,而影响稻鸭共作水体藻类群落结构的环境因子是可溶性钾和pH。研究表明,长期稻鸭共作系统提高水体藻类多样性,改变藻类群落组成,从而影响农田水体生态环境。     

苦丁茶饮料加工技术的研究Ⅱ.灭菌方法的筛选

为探讨苦丁茶饮料的最佳灭菌方法，采用辐射、间歇、121℃，115℃，108℃等方法对苦丁茶饮料灭菌，并对各处理进行微生物培养、测定物理性状和相对沉淀量。结果表明，115℃和121℃灭菌都能彻底杀死苦丁茶饮料中的细菌和真菌，且前者对饮料品质影响较小。苦丁茶饮料灭菌后随贮藏时间的延长，茶汤的亮度、透光率逐渐降低，色泽不断加深，OD420逐渐增大，PH值逐渐降低，形成的相对沉淀量也逐渐增多，其数值在1个月左右发生一次极显著的变化。