基于铅稳定同位素的多金属复合污染土壤源解析新思路——以西南地区某矿区农田为例

本文以我国西南某矿区典型多金属复合污染农田土壤为例,基于铅(Pb)稳定同位素分析,结合矿物学分析,对土壤Pb来源进行定量解析,并针对其他重金属来源进行外推。同位素源解析结果表明,人为源对于土壤重金属的贡献率高达61%～89%,矿渣浸沥与矿区道路扬尘为主要的污染途径。矿物学分析能够辅助印证Pb稳定同位素分析结果,在一定程度上克服由于污染源信号重叠造成的源解析困难。通过相关分析,可以将Pb同位素源解析的结果合理外推,在一定程度上解释其他重金属元素的来源。本文提出的源解析新思路能够高效、准确地解析多金属复合污染土壤中重金属元素的来源,尤其适用于我国土壤多金属复合污染集中连片存在、成因复杂的现状,具有很强的现实意义。     

植被恢复的土壤固碳效应：动态与驱动机制

植被恢复是影响土壤有机碳库动态变化的关键过程之一,阐明植被恢复过程中土壤有机碳的固持动态及其驱动机制,是全球变化下碳循环研究的热点和前沿问题。本文综述了近年来国内外关于植被恢复过程中土壤有机碳固定动态及其驱动机制方面的研究,剖析植被恢复中土壤有机碳固持动态及其影响因素,探讨植物碳输入对土壤有机碳动态变化的影响机制,揭示植被恢复中土壤有机碳固定的物理、化学和微生物驱动机制,并对目前研究中存在的问题进行总结,进而提出关于植被恢复的土壤固碳效应研究,亟需在土壤有机碳组分的动态、微生物结构和功能,以及植物—土壤—微生物对土壤有机碳固持的协同作用机制等方面进一步加强。本综述可为植被恢复与土壤固碳稳定机制研究指明未来的方向,进而为促进我国植被恢复的土壤碳循环研究,科学评价生态系统土壤固碳潜力和有效实施生态系统碳汇管理提供科学参考。     

氧化节杆菌生物降解苯并芘

A pot experiment was conducted with multi-metal (Pb, Cd, Cu, and Zn) contaminated acidic soil to investigate changes in available metal burden resulting from the application of industrial wastes (fly ash and steel slag). The efficiency of amendments-induced metal stabilization was evaluated by diffusive gradients in thin films (DGT), sequential extraction, and plant uptake. The stability of remediation was assessed by an acidification test and by chemical equilibrium modeling. Addition of fly ash (20 g kg-1 ) and steel slag (3 g kg-1 ) resulted in similar increase in soil pH. Both amendments significantly decreased the concentrations of metals measured with DGT (C DGT) and the metal uptake by Oryza sativa L. Significant correlations were found between C DGT and the concentration of a combination of metal fractions (exchangeable, bound to carbonates, and bound to Fe/Mn oxides), unraveling the labile species that participate in the flux of metal resupply. The capability of metal resupply, as reflected by the R (ratio of C DGT to pore water metal concentration) values, significantly decreased in the amended soils. The C DGT correlated well with the plant uptake, suggesting that DGT is a good indicator for bioavailability. Acidification raised the extractable metal concentration in amended soil but the concentration did not return to the pre-amendment level. Equilibrium modeling indicated that the soil amendments induced the precipitation of several Fe, Al and Ca minerals, which may play a positive role in metal stabilization. Chemical stabilization with alkaline amendments could be an effective and stable soil remediation strategy for attenuating metal bioavailability and reducing plant metal uptake.     

沙田柚黄龙病病原16S rDNA片段的克隆与序列分析

采集田间表现斑驳症状的沙田柚叶脉,用CTAB法提取总DNA。根据柑橘黄龙病病原16S rDNA的核苷酸序列设计引物P1/P2,进行PCR扩增,获得1条大小为1 167 bp的片段。酶切分析显示,该片段可被切成大小分别约为640 bp和520 bp的2个片段。扩增产物经纯化,与pM D 18-T V ector连接,转化大肠杆菌(E scherich ia coli)DH 5α,筛选克隆重组子。对PCR产物进行测序及序列分析,结果表明,与柑橘黄龙病病原亚洲种16S rDNA的同源性为99%,与非洲种的同源性为97%,与美洲种的同源性为96%。认为,沙田柚的斑驳症状是由黄龙病病原引致的,称之为沙田柚黄龙病。该沙田柚黄龙病病原属于柑橘黄龙病病原亚洲种(L iberobacter as iaticus)中的一个成员。系统进化树分析显示,沙田柚黄龙病病原与中国柑橘黄龙病病原亲缘关系最近,推测是直接来自中国柑橘黄龙病病原。     

滨岸排污口对潮滩沉积物中重金属的影响研究

通过对排污口附近及对照点的潮滩沉积物中重金属Zn ,Cu ,Cr和Pb的含量分析发现:各采样点沉积物中的重金属含量均高于环境背景值,平均含量约为环境背景值的2～3倍,排污口附近潮滩沉积物中重金属的含量明显高于对照点潮滩沉积物中的含量;各采样点的柱状沉积物中重金属的含量随深度的变化呈现出一定的变化规律;在垃圾填埋场附近高中低潮滩由于距离排污口的远近不同,表层沉积物中重金属的含量依次降低;对各采样点沉积物中重金属含量的相关性分析发现各点沉积物中累积的重金属的来源有所不同:在排污口附近潮滩的沉积物中重金属主要来源于排污口排放的污水,而对照点朝阳农场潮滩沉积物中重金属主要来源于自然的本底输入或海水外源输入     

28株牛源分枝杆菌的耐药基因突变分析

为明确分离自宁夏、甘肃和新疆地区的28株牛源分枝杆菌的耐药基因突变情况,通过采用16S rRNA、MPT64和多位点PCR方法进行基因分型鉴定,L-J比例法对其进行药敏试验,随后用DNA测序技术对10株耐药菌和4株敏感菌进行耐药基因检测及突变分析。分型鉴定结果表明,28株分离株均属于结核分枝杆菌复合群(MTBC),其中26株为牛分枝杆菌,2株为人型结核分枝杆菌。药敏试验结果表明,28株MTBC中18株对4种一线抗结核药物敏感,10株耐药。耐药菌株中,1株对利福平耐药;7株对异烟肼、利福平和链霉素三重耐药;2株对异烟肼、利福平、链霉素和乙胺丁醇四重耐药。耐药基因突变位点分析结果表明,rpoB 378位点的突变率为10.0%;katG 463位点的突变率为100.0%;rrs 311位点的突变率为11.1%;embB 378位点的突变率为100.0%;oxyR-ahpC和rpsL位点无突变。提示宁夏、甘肃和新疆地区奶牛场中MTBC主要以牛分枝杆菌为主,且存在耐多药情况,耐药突变位点以katG 463和embB 378为主。     

甘蔗细茎野生种核心种质构建

以来自我国10个省(市)、自治区的540份甘蔗细茎野生种无性系为材料,根据采集地信息及其在20对SSR引物上的分子标记数据和15个表型性状资料,开展核心种质构建研究。不同取样量(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%)分析表明,10%的取样比例可获得70%以上的变异保留比例,是较好的核心种质取样规模;对5种采集地分组取样策略(等量法、简单比例法、平方根比例法、对数比例法和多样性比例法)和2种无分组取样策略(最大变异保留法和随机抽样法)比较表明,简单比例法获得的核心种质代表性最好,为最优取样策略。最后,在简单比例法取样筛选出的54份核心样品中,又通过定向选择补充了6份具有优异表型性状的材料,构建了含60份无性系的甘蔗细茎野生种核心种质,分子和表型检验都表明本研究所构建的核心种质具有较好的代表性和遗传多样性。     

水稻ygl80黄绿叶突变体的遗传分析与目标基因精细定位

通过化学诱变获得遗传稳定的水稻黄绿叶突变体ygl80。与野生型亲本10079相比,ygl80突变体在苗期和孕穗期叶片叶绿素分别下降76.64%和54.59%,类胡萝卜素含量分别下降53.85%和41.18%,成熟期株高、每株有效穗数、每穗着粒数、穗长和千粒重分别减少14.8%、16.5%、21.3%、9.1%和7.4%。遗传分析表明,ygl80的突变性状由1对隐性核基因控制。利用(ygl80/浙辐802) F₂作为定位群体, 将突变基因定位在第5染色体长臂InDel标记C2和C3之间,遗传距离分别为0.24 cM 和0.39 cM,两标记之间的物理距离约为90 kb,此区间内包含11个预测基因。基因组序列分析发现,ygl80突变体在编码叶绿素合酶的YGL1(LOC_Os05g28200)基因编码区第5027碱基处(位于第14外显子),碱基C突变为碱基T,使编码蛋白序列第348位的脯氨酸(Pro)突变成亮氨酸(Leu)。该基因是已报道的水稻ygl1黄绿叶突变基因的等位基因。ygl80突变体在整个生育期都表现为黄绿叶,而ygl1突变体在苗期叶片黄化,中期慢慢转绿,后期叶色以及总叶绿素和类胡萝卜素的含量接近野生型,这可能是YGL1基因编码的叶绿素合酶蛋白的氨基酸不同突变位点造成的。     

滇楸半同胞家系子代苗期性状的遗传变异

利用贵州不同气候区域13个县、市151个半同胞家系种子千粒重及1年生播种苗苗期性状高、地径进行分析研究,结果表明:滇楸种子千粒重、苗高和地径不仅在气候、地理种群、而且在各家系间均存在明显差异.种子千粒重及苗期性状具有较高的遗传力.种子千粒重和苗高遗传力分别为0.906 1和0.855,其遗传变异较丰富,遗传特性表现突出.     

利用高密度SNP 遗传图谱定位小麦穗部性状基因

小麦穗部性状之间相关性密切, 其中穗粒数和千粒重是重要的产量构成要素, 挖掘与穗部性状相关联的基因位点对分子标记辅助育种及解释基因效应具有重要意义。本研究以RIL群体(山农01-35×藁城9411) 173个F_8:9株系为材料, 利用90 k小麦SNP基因芯片、DArT芯片技术及传统的分子标记技术构建的高密度遗传图谱, 在5个环境下进行穗部相关性状QTL定位。检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上7个控制千粒重的加性QTL, 解释表型变异率6.00%~36.30%, 加性效应均来自大粒母本山农01-35; 检测到8个控制穗长的加性QTL, 解释表型变异率14.34%~25.44%; 3个控制穗粒数的加性QTL; 5个控制可育小穗数的加性QTL; 3个控制不育小穗数的加性QTL, 贡献率为8.70%~37.70%; 4个控制总小穗数的加性QTL; 6个控制小穗密度的加性QTL。通过基因型与环境互作分析, 检测到32个加性QTL, 解释表型变异率0.05%~1.05%。在4B染色体区段EX_C101685–RAC875_C27536检测到控制粒重、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数的一因多效QTL,其贡献率为5.40%~37.70%, 该位点在多个环境中被检测到, 是稳定主效QTL。在6A染色体wPt-0959-TaGw2-CAPS区间上检测到控制粒重、总小穗数的QTL。研究结果为穗部性状的分子标记开发、基因精细定位和功能基因克隆奠定了基础。