Cu2+和Pb2+对石蚕蛾幼虫的急毒性研究

[目的]研究Cu~(2+)和Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的急毒性效应和安全浓度。[方法]从广西十万大山保护区采集石蚕蛾(Stenopsyche marmorata)幼虫,采用静水生物毒性试验法进行重金属离子Cu~(2+)和Pb~(2+)对其的急毒性试验。采用概率单位法分别计算Cu~(2+)和Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的半致死浓度和安全浓度。[结果]Cu~(2+)对石蚕蛾幼虫的24、48、72、96 h的半致死浓度(LC50)分别为123.651、112.975、84.536和70.509 mg/L,Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的24、48、72、96 h的半致死浓度(LC50)分别为49.138、41.878、30.735和29.245 mg/L。Cu~(2+)和Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的安全浓度分别为7.051和2.925 mg/L。[结论]研究结果可为将石蚕蛾幼虫用作水体重金属污染指示生物提供科学依据。     

氮素化学形态及添加剂量对温带森林土壤N2O排放的影响

土壤中氮形态和氮剂量的有效性是影响土壤氧化亚氮(N₂O)排放的重要因子。为了提高氮素化学形态及添加剂量对温带森林土壤N₂O排放的影响,本研究在北京林业大学实验林场,以温带油松林土壤为研究对象,通过野外氮添加控制实验,采用静态箱/气相色谱法分析不同水平(对照,CK:0 kg/(hm2·a); 低氮,LN:50 kg/(hm2·a); 中氮,MN:100 kg/(hm2·a); 高氮,HN:150 kg/(hm2·a))和不同形态(混合态氮,AN:NH₄NO₃; 铵态氮,As:(NH₄)₂SO₄; 硝态氮,Na:NaNO₃)的氮添加对温带油松林土壤N₂O排放通量的影响。结果表明:氮添加处理样地N₂O排放表现出明显的季节性变化特征,排放高峰出现在6—8月,其他季节土壤N₂O排放通量相对较低,最小值出现在1月。不同氮添加处理均促进了土壤N₂O的排放:在不同水平的氮添加下,随着氮添加水平的增加,土壤N₂O排放通量也升高,表现为HN＞MN＞LN＞CK。不同形态的氮输入对N₂O排放的促进作用表现为:AN＞As＞Na,As添加与AN和Na添加没有显著差异(P>0.05),但AN添加与Na添加之间差异显著(P＜0.05)。此外,空气温度、土壤温度和土壤孔隙含水量也可以影响土壤N₂O的排放。年度土壤N₂O排放系数范围是0.34%~0.94%,年均排放系数为0.364%,低于联合国政府间气候变化委员会(IPCC)推荐的默认值。      

河南省及周边地区猪圆环病毒2型分子流行病学调查

为了解河南及周边地区猪圆环病毒2型(PCV2)的分子流行病学情况,运用PCR方法对2014—2015年采集到的河南及周边地区山东、山西、河北、甘肃5省共158份病料进行PCV2检测,将PCR扩增得到的PCV2 ORF2基因片段进行测序,分析研究PCV2遗传变异情况。结果显示,158份样品中,有69份样品为PCV2阳性,得到19株病毒的ORF2基因序列;将检测到的PCV2 ORF2序列与国内外分离株进行比对发现,核苷酸序列的同源性为89.9%~99.9%,其氨基酸序列同源性为88.0%~99.6%。综上可知,河南及周边地区PCV2流行广泛,病毒变异频繁。     

2015年冬季南黄海水文特征及海-气CO2通量分析

基于2015年冬季在南黄海海域现场观测获得的CTD和CO2等数据,分析了该海域海-气CO2通量,探讨了该海域冬季温、盐度和表层CO2分压(pCO2)等要素的分布特征及其影响因素.结果表明:冬季南黄海西侧海域受黄海沿岸流的影响,呈现低温、低盐的特征,南黄海中部受黄海暖流影响,呈高温高盐特征;南黄海靠近沿岸海域水体垂直混合强烈,温盐垂直分布较为均匀.南黄海海域表层pCO2平均值为(385.34±43.62) μatm.表层pCO2分布具有明显的区域差异,海区中部pCO2整体上大于近岸,因受长江冲淡水与黄海沿岸流的水平及垂直混合作用,长江口北部局部区域最高通量达27.81 mmol/(m2·d),但总体表现为大气碳汇,平均通量达(-2.47 ±3.91)mmol/(m2·d);山东半岛东南部海域较高的pCO2受控于温度,同时与黄海沿岸流带来的高碳酸盐等水体的混合有关,表现为大气碳源,平均通量为(0.11 ±0.80)mmol/(m2·d).整个调查海域平均通量为(-2.24 ±3.74)mmol/(m2·d),表现为大气CO2的碳汇.     

胞壁酰二肽对体外奶牛乳腺上皮细胞生长及胞内NOD2 mRNA表达的影响

【目的】奶牛乳房炎是奶牛养殖业中最为常见,同时也是带来经济损失最为严重的疾病之一,其主要病因是细菌感染。奶牛乳腺的固有免疫是抵抗病原菌入侵的第一道防线。NOD2是机体固有免疫模式识别受体核苷酸结合寡聚域(nucleotide-binding oligomerization domain,NOD)蛋白家族中的重要一员,通过识别其特异性配体胞壁酰二肽(muramyl dipeptide,MDP)——一种广泛存在于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁中的成分,而参与抵抗多种病原菌入侵。奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMEC)除泌乳以外,还是奶牛乳腺的免疫屏障。本试验欲探究MDP对BMEC体外生长状态及胞内NOD2表达量的影响。【方法】选取健康泌乳中期荷斯坦奶牛乳腺腺泡为组织原材料,采用胶原酶Ⅰ消化法结合梯度浓度胰蛋白酶纯化法分离BMEC;使用上皮细胞特异性表达的角蛋白-18(cytokeratin-18,CK-18)及成纤维细胞特异性表达的波形蛋白(Vimentin)抗体,通过免疫荧光技术对纯化后获得的细胞进行鉴定;将BMEC设为6个处理组,分别添加浓度为0(空白对照组)、1、5、10、15及20μg·mL~(-1)的MDP,24 h后显微镜下观察细胞状态,同时提取细胞RNA并反转录为cDNA,采用实时荧光定量PCR方法检测BMEC中NOD2的表达量。【结果】(1)胶原酶Ⅰ消化法结合梯度浓度胰蛋白酶纯化法分离得到的细胞CK-18免疫荧光结果为阳性,而Vimentin反应为阴性;细胞生长状态良好。(2)空白对照组、1、5及10μg·mL~(-1) MDP刺激组的BMEC生长状态良好,无任何肉眼可见变化;15μg·mL~(-1) MDP刺激组可见少量的BMEC脱落;而20μg·mL~(-1)MDP刺激组可见大量BMEC脱落,漂浮,且即使仍贴壁的细胞,其形态也发生了变化。(3)与空白对照组相比,各刺激组细胞NOD2 mRNA的表达量与MDP的刺激浓度呈正相关,即刺激时间为24 h时,随着MDP浓度的增加,BMEC中NOD2受体mRNA的表达量逐渐增加(P0.05)。【结论】成功获得了纯度较好的BMEC,该细胞生长状态良好,可以用于后续试验;虽然BMEC中NOD2受体mRNA的表达量与MDP的刺激浓度呈正相关,但在保持BMEC生长状态正常的前提下,MDP体外刺激浓度应控制在10μg·mL~(-1)以下。这些结果提示我们:当病原菌入侵乳腺时,BMEC可以通过NOD2受体途径参与免疫防御反应,但这种防御能力受细菌数量或毒力强度的影响。即在一定的细菌数量或毒力范围内,随着细菌数量的增加或毒力的增强,奶牛乳腺的免疫防御反应也增强,进而清除外来病原菌;而当细菌数量或毒力强度超过一定范围时,乳腺组织受到严重损伤,免疫防御屏障也随之崩溃,奶牛乳腺局部甚至全身将呈现出明显的临床症状。     

斑点叉尾(鱼回)LEAP2成熟肽在毕赤酵母中的表达及其抑菌活性

LEAP-2 (Liver expressed antimicrobial peptide-2) 抗菌肽是一类主要在动物肝脏中表达的小分子肽,其生物学活性来自成熟肽区域,它们在动物的免疫系统中发挥了重要作用。本文以斑点叉尾鮰 (Ictalurus punctatus) LEAP-2成熟肽(mLEAP2)为研究对象,拟通过建立毕赤酵母表达系统,实现mLEAP2在毕赤酵母中的重组DNA表达,以期获得具生物学活性的重组体mLEAP2 (rmLEAP2),为进一步研究其功能和扩大制备奠定基础。首先以既有的斑点叉尾鮰mLEAP2的原核表达载体“pET-32a-mLEAP2”为模板,通过PCR扩增,获得5’端含EcoRⅠ酶切位点、3’端含NotⅠ酶切位点及6×his标签的LEAP-2成熟肽基因mLEAP2,然后将其与真核表达载体pPIC9K连接,构建重组表达载体“pPIC9K-mLEAP2”;电转化至毕赤酵母GS115细胞中,经不同浓度G418和选择性培养基筛选,获得高拷贝酵母转化子;在29 ℃、250 r/m条件下,以0.5%的甲醇对其诱导表达120 h;采用固化金属离子亲和层析(IMAC)对表达产物进行纯化,通过MALDI-TOF/TOF质谱对纯化产物的结构进行分析和鉴定。结果表明：表达的重组体蛋白为预期的目的蛋白rmLEAP2,其表达量约2.2 mg/L;另一方面,抑菌实验结果显示rmLEAP2具有明显的抑制枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的活性。     

皂角苷对红壤和黄褐土中Pb2+、Zn2+的解吸特征

以Pb~(2+)、Zn~(2+)污染的红壤和黄褐土为材料,以皂角苷为解吸剂,研究不同皂角苷浓度(0~20 g·L-1)、p H(3~7)、解吸次数(1~3次)下土壤中重金属的解吸效果。结果表明,随着皂角苷浓度升高,其从土壤中解吸Pb~(2+)和Zn~(2+)的量增大;皂角苷溶液p H越高,对Pb~(2+)和Zn~(2+)的解吸率越低。皂角苷对土壤中Zn~(2+)的解吸率明显高于Pb~(2+),红壤中Zn~(2+)的解吸率最高可达47%,而黄褐土中Zn~(2+)的解析率则为30%。单次解吸,红壤中含量降低最大的是酸溶态的Pb~(2+)和Zn~(2+),分别为38%和34%;可氧化态Zn~(2+)的含量下降较少,约为14%,但下降程度仍高于黄褐土。黄褐土中可还原态Pb~(2+)的含量减少最多,达26%,且各形态的解吸量均显著低于红壤。皂角苷对供试红壤中Pb~(2+)、Zn~(2+)的解吸效果好于黄褐土,可能是红壤与黄褐土的矿物组成和表面电荷性质不同所致。加入皂角苷后,红壤的Zeta电位下降,黄褐土的升高,两种土壤的Zeta电位均向零趋近。     

氮肥品种和含水量对水稻土N2O排放速率及排放过程的影响

稻田是全球重要的N_2O排放源,氮肥有效性和水分状况是影响稻田N_2O排放的关键因素。为探明水稻土在施用尿素和硫酸铵时,水分变化对短时间内N_2O总排放速率及不同硝化过程(自养硝化、异养硝化、非生物作用)贡献的影响,通过室内培养实验,采用乙炔抑制法,测定了不同时间段N_2O释放量,并计算释放速率。结果表明:施用氮肥可以显著提高自养硝化、异养硝化及总过程的N_2O排放速率,并且施尿素处理N_2O排放速率大于施硫酸铵。随着土壤水分含量由48%增加至160%,总N_2O排放速率以及自养硝化、异养硝化N_2O排放速率显著增加。供试水稻土N_2O的产生主要是由生物过程主导的,其中硝化作用(包括自养硝化、异养硝化)最高贡献达51.1%,非生物作用贡献所占比重很小。这些结果可为科学施肥,降低农田土壤N_2O排放提供科学依据。     

长期CO2加富对温室辣椒结果期光合生理及产量的影响

【目的】研究长期CO_2加富对日光温室辣椒盛果期光合生理和产量的影响及其生理基础,为日光温室辣椒CO_2施肥提供科学依据。【方法】以温室辣椒为材料,设定3个不同CO_2加富处理,分别为不施用CO_2(对照),CO_2含量为(600±50)和(1 200±50)μL/L,研究长期CO_2加富对温室辣椒光合生理变化规律的影响,并对其生理机理进行探究。【结果】长期CO_2加富处理有利于辣椒净光合速率增加,促进作用在加富处理40d后会逐渐降低,出现了光合适应现象,但加富CO_2处理辣椒的净光合速率仍显著高于对照,其中加富CO_2(1 200±50)μL/L的处理在整个试验期对辣椒净光合速率的促进作用最为显著。长期CO_2加富降低了辣椒叶片的蒸腾速率和气孔导度,促进了辣椒叶片胞间CO_2浓度的升高;增加了辣椒生物产量和经济产量,其中加富CO_2(1 200±50)μL/L的处理,辣椒生物产量、经济产量分别较对照增加15.2%和13.0%。Rubisco和Rubisco活化酶对光合作用的调节作用,是辣椒产生光合适应现象的主要因素,气孔导度的变化不是引起光合适应现象的主要因素。【结论】日光温室中,在辣椒盛果期进行(1 200±50)μL/L长期CO_2加富施肥较适宜。     

小麦秸秆生物质炭添加对第四纪红壤CO_2和N_2O排放的影响

生物质炭具有含碳量高、吸附性强、不易分解等特点,农田施用生物质炭被认为是一种新型的土壤固碳和温室气体减排措施。本研究以第四纪红色粘土母质发育的红壤为对象,添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、0.5%、1%、2%和2.5%w/w),以不添加生物质炭处理为对照,在25℃恒温,保持田间持水量稳定的条件下,进行60 d的室内培养,通过测定培养期间土壤CO_2和N_2O排放与相关土壤性质,分析其动态变化,探讨生物质炭添加对红壤CO_2和N_2O排放的影响及其机制。结果表明,生物质炭添加极显著的影响CO_2和N_2O排放(P0.01)。在培养期的前15 d,尤其是前2 d,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2排放,且随着添加量的增加而增加,这与生物质炭本身含有的可溶性有机碳分解和无机碳释放有关。与CO_2排放相反,在培养期的前10 d,生物质炭添加较对照降低了N_2O排放。这是由于生物质炭吸附土壤中的NH4+-N,降低了硝化过程产生的N_2O排放所致。在培养期的15~60 d,与对照相比,各生物质炭处理均显著降低了CO_2的排放(P0.05),降幅达8.2%~18.4%。培养10 d之后,与对照相比,生物质炭增加了土壤N_2O排放。从整个培养期来看,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2(0.5%生物质炭处理显著降低,P0.05)和N_2O排放,增幅分别为-6.3%~18.7%和16.9%~58.5%。研究表明,在室内培养条件下小麦秸秆生物质炭添加促进了第四纪红壤的CO_2和N_2O排放,该结果可以为田间条件下应用生物质炭作为减排措施提供参考。