3种胡枝子抗氧化酶和渗透调节物质对干旱和增强UV-B辐射的动态响应

为探究干旱和增强UV-B辐射对3种胡枝子(美丽胡枝子、二色胡枝子、牛枝子)抗氧化酶活性和渗透调节物质的影响,采用盆栽试验,研究了正常生长(CK)、干旱胁迫(D)、增强UV-B辐射(UV-B)及二者复合胁迫(D+UV-B)下各植物叶片中抗氧化酶活性和渗透调节物质的动态响应.结果表明:3种处理下各植物叶片中SOD活性较对照值均呈先下降后上升趋势,且与单因子处理相比,牛枝子和二色胡枝子在复合胁迫下其SOD活性更高;增强UV-B辐射和复合处理下POD活性随胁迫时间总体呈先上升后下降趋势;CAT活性在干旱和复合胁迫下高于对照值,而在增强UV-B辐射下较对照值有所下降.3种植物叶片渗透调节物质含量(可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸)在各处理中较对照值均有所增加,并呈先上升后下降趋势,但种间差异显著.3种处理均导致各植物叶片内MDA含量不同程度的升高,升高幅度的大小依次为牛枝子＞美丽胡枝子＞二色胡枝子.通过隶属函数法综合评价得出,复合处理下二色胡枝子和美丽胡枝子具有较强的抗氧化能力,牛枝子抗氧化能力较弱.综上,与干旱胁迫和增强UV-B辐射相比,复合胁迫对植物的伤害程度更小,说明干旱与增强UV-B辐射可以相互缓减彼此对植物的伤害,且美丽胡枝子和二色胡枝子在抵抗干旱胁迫和增强UV-B辐射方面具有一定优势.     

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L 剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L) 1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

增强UV-B辐射对小麦叶片黄酮类化合物日变化的影响

通过温室盆栽试验,初步研究了UV-B辐射对灌浆期小麦叶片中黄酮类化合物含量日变化的影响.结果发现,UV-B胁迫条件下,黄酮类化合物含量明显上升,而胁迫解除后,其含量下降,与对照组间差异逐渐减小.合成黄酮类化合物的关键性酶--苯丙氨酸解氨酶活性的变化也表现出大致相同的趋势.同时,UV-B辐射对小麦叶片净光合速率没有影响,但使其夜闯呼吸速率显著加强 .这些结果表明,小麦在UV-B胁迫解除前后黄酮类化合物的持续波动可能是植物在UV-B辐射条件下光合能力未受影响而生物量明显下降的一个重要原因.     

UV-B辐射增强与秸秆施用对大豆田土壤呼吸的影响

利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸,研究了UV-B辐射增强和秸秆施用对大豆田土壤呼吸的影响.结果表明,UV-B辐射增强20%使土壤呼吸速率降低了30.31%,秸秆施用使土壤呼吸速率提高了14.51%,UV-B辐射增强+秸秆施用复合处理对土壤呼吸速率没有显著影响.UV-B增强提高了施用秸秆的碳转化率.对照、UV-B增强、秸秆施用和UV-B增强+秸秆施用4种处理的土壤呼吸与土壤温度都存在极其显著的指数关系(p0.01),拟合方程的决定系数R2分别为0.434、0.563、0.451和0.513.土壤呼吸温度敏感系数Q10值分别为1.55、1.91、1.80和1.71.可见,UV-B辐射增强、秸秆施用和UV-B辐射增强+秸秆施用提高了大豆田土壤呼吸的Q10.     

1,2,4-三氯苯对大蒜根尖分生细胞有丝分裂的影响

以大蒜根尖分生细胞为材料研究1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对有丝分裂的影响.结果表明,1,2,4-TCB使大蒜根尖分生细胞有丝分裂指数下降,且呈现明显的剂量-效应和时间-效应关系;1,2,4-TCB使有丝分裂前期细胞所占比例相对增加,中期、后期、末期细胞相对减少;与后期、末期相比,中期细胞的减幅更大;1,2,4-TCB各处理组的微核细胞发生率与对照组相比均没有统计学差异;双核细胞发生率在高浓度处理组与对照组相比,有极显著性的统计学差异(p＜0.01),并呈现一定的剂量-效应和时间-效应关系.研究表明,1,2,4-TCB对大蒜根尖分生细胞有丝分裂具有阻滞作用,并诱发有丝分裂异常的显著升高.     

UV-B辐射对青冈凋落叶化学组成和分解的影响

采用模拟UV-B辐射增强方法研究了UV-B辐射对我国亚热带常绿阔叶林顶极种青冈(Cyclobalanopsis glauca)叶片化学组成及其凋落后分解和养分释放的影响.结果显示,增强的UV-B辐射使青冈凋落叶中的N、K和P含量分别显著增加了154.9%、29.8%和9.7%(P<0.05),使凋落叶中的C∶N、木质素∶N和C∶P比分别显著降低了60.5%、61.7%和8.5%(P<0.05),对C和木质素含量的影响不显著.在随后1 a的分解过程中,生长期间接受增强UV-B辐射的凋落叶分解得更快,但与对照组差异不显著(P>0.05).生长期间接受增强的UV-B辐射促进了P元素的释放,减缓了N元素的富集,对K元素释放无影响.本研究结果有助于全面认识UV-B辐射增强背景下我国亚热带森林生态系统的生物地球化学循环特征.     

1,2,4-三氯苯对金鱼藻氧化压力及生理特性的影响

该实验采用1/10 Hoagland营养液水培法,研究了不同浓度(1.25、2.5、5、10、20和40 mg/L)1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对金鱼藻叶绿素含量、可溶性蛋白含量、还原型谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量等的影响。结果表明,不同浓度1,2,4-TCB处理,金鱼藻MDA含量均显著上升且随时间延长MDA上升越显著(p0.05)。1,2,4-TCB在2.5 mg/L和5 mg/L时GSH含量显著上升。SOD活性在1.25 mg/L和2.5 mg/L时显著上升,金鱼藻受到氧化压力,但达到5 mg/L时,SOD活性显著下降。叶绿素含量在20 mg/L和40 mg/L时显著下降,叶片生理功能受到损伤。研究表明,1,2,4-TCB处理下,金鱼藻生理功能受到抑制,叶绿素含量下降,植株受到氧化胁迫,体内抗氧化酶系统表现防御反应。     

3种典型有机污染物对2种水生生物的急性毒性及安全评价

在实验室条件下研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)、硝基苯和毒死蜱这3种典型有机污染物对我国两种本土淡水水生生物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)的急性毒性效应,并进行生物安全性评价.结果表明,随污染物浓度增加和时间的延长,3种污染物的毒性均明显增强,两种水生生物的死亡率上升,呈明显剂量-效应关系.1,2,4-TCB、硝基苯和毒死蜱对霍甫水丝蚓的96 h半致死效应浓度(96 h-LC50)分别为71.88、285.76和5.50 mg·L-1,对四膜虫的96 h-EC50分别为15.58、140.22和14.69 mg·L-1.3种典型污染物的毒性评估结果表明,1,2,4-TCB对霍甫水丝蚓表现为中等毒性,硝基苯为低等毒性,而毒死蜱则表现为高等毒性;3种污染物对嗜热四膜虫的毒性顺序依次为:1,2,4-三氯苯毒死蜱硝基苯.研究结果将为开展水生态风险评估,制定和完善我国水质基准提供本土数据支持.     

UV-B辐射增强对芦苇生长及生理特性的影响

在UV-B辐射增强条件下,以芦苇为材料,研究了不同辐射梯度对芦苇生长及生理特性的影响.结果表明:与自然光照相比,UV-B辐射增强可显著降低芦苇植株高度、比叶面积、生物量,且高强度辐射处理的影响大于低强度辐射,随辐射时间延长,生物量分配有向地下部分转移的趋势;与自然光照相比,UV-B辐射增强可显著增加芦苇叶片丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性(SOD、CAT、GR、APX)、抗氧化物质含量(GSH、As A),且随辐射强度增大,MDA含量、酶活性、抗氧化物质含量增强程度加剧,但随辐射时间延长,高辐射处理下,GR酶活显著低于对照,GSH也表现出相应的趋势;UV-B辐射增强条件下,类胡萝卜素含量显著降低,而类黄酮含量较对照组却显著升高,且高强度辐射处理对芦苇叶片紫外吸收物质的影响大于低强度辐射.     

温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮生长和超微结构的影响

UV-B辐射是野外蓝藻结皮经常面临的一种环境胁迫因子.报道了温室条件下UV-B辐射对蓝藻结皮形态、生理和超微结构特征的影响.在本研究中,首先通过接种具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻形成初始蓝藻结皮,接着以初始蓝藻结皮为材料进行3种辐射处理:光合有效辐射、UV-B辐射+光合有效辐射和N-乙酰半胱氨酸+UV-B辐射+光合有效辐射.在...     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果.3种巯基捕收剂的用量均为62.5　μmol·g^-1飞灰.扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊.利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性.在0.1 mol·L^-1醋酸浸提条件下,与Na₂S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na₂S处理（52.4%）. 3种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应.重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解.为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要.     

降解1,2,4-三氯苯的硝基还原假单胞菌J5-1的分离鉴定和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因的克隆

从受氯苯污染的土壤中分离到1株以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长的细菌,命名为J5-1.根据其生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.EF107515)序列相似性分析,将该菌株初步鉴定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens).当1,2,4-三氯苯初始浓度为400 mg/L时,J5-1对其最大降解率接近90%;当1,2,4-三氯苯浓度初始为20 mg/L时,降解效果最好.J5-1对1,2,4-TCB的降解服从一级反应动力学.从J5-1的基因组DNA中克隆到CC120的全长序列.     

Responses of wheat seedlings to cadmium, mercury and trichlorobenzene stresses

The molecular response of wheat (Triticum aestivum L.,cv.Yangmai 10) seedlings to heavy metal (Cd,Hg) and 1,2,4-trichlorobenzene (TCB) stresses were examined by two-dimensional gel electrophoresis,image analysis,and peptide mass fingerprinting.The results showed inhibitions of root and shoot growth by Cd,Hg and TCB.These stresses led to water deficit and lipid phosphorylation in the seedling which also promoted protein phophorylation in the leaves.Hg stress inhibited protein synthesis while Cd and TCB stresses induced or up-regulated more proteins in the leaves.Most of these induced proteins played important roles in the biochemical reactions involved in tolerance of wheat to Cd and TCB stresses.The primary functions of Cd- and TCB-induced proteins included methionine metabolism,Rubisco modification,protein phosphorylation regulation,protein configuration protection,H+ transmembrane transportation and also the synthesis of ethylene defense substances and cell wall compounds.     

1,2,4-三氯苯矿化菌的鉴定与功能分析

采用同位素示踪法从氯苯污染土壤中筛选到能高效降解1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)为CO₂的细菌E3和F2,根据其表型特征、16S rDNA序列和荧光原位杂交(FISH)分析,鉴定E3和F2为博德特氏菌（Bordetella sp.）.E3和F2的16S rDNA序列相似性为100%;它们与菌株Bordetella sp. QJ2-5同源性最高,与Bordetella petrii(GDH030510)最接近,同源性分别为100%和99.4%.E3和F2能在含1,2,4-TCB的无机盐培养基中彻底降解1,2,4-TCB生成CO₂,30 d降解率达到90%以上,其中58%和46%矿化为CO₂,同时形成一定量的微生物生物量.     

质粒pT7降解三氯苯的功能研究

从以1,2,4-三氯苯为唯一碳源的降解菌--施氏假单胞菌(Pseudomonas Stutzeri)T7中提取到一个降解质粒,为研究该质粒的降解功能,将其转化到E.coli JM109中,转化子获得了降解1,2,4-三氯苯的能力.采用色谱/质谱联用(GC/MS)技术检测到转化子E.coli JM109(含质粒pT7)降解1,2,4-三氯苯过程中的部分中间产物分别为2,3,5-三氯-2,4-己二烯二酸、2,5-二氯-2,4-二烯-1,4-内酯-己酸、2,5-二氯-4-氧代-2-烯己二酸;在转化子中分别检测了三氯苯双加氧酶、脱氢酶、邻苯二酚1,2-双加氧酶的酶活性.     

A proteomic analysis of rice seedlings responding to 1,2,4-trichlorobenzene stress

The proteomic analysis of rice （Oryza sativa L.） roots and leaves responding tol,2,4-trichlorobenzene （TCB） stress was carded out by two dimensional gel electrophoresis, mass spectrometric （MS）, and protein database analysis. The results showed that 5 mg/L TCB stress had a significant effect on global proteome in rice roots and leaves. The analysis of the category and function of TCB stress inducible proteins showed that different kinds of responses were produced in rice roots and leaves, when rice seedlings were exposed to 5 mg/L TCB stress. Most responses are essential for rice defending the damage of TCB stress. These responses include detoxication of toxic substances, expression of pathogenesis-related proteins, synthesis of cell wall substances and secondary compounds, regulation of protein and amino acid metabolism, activation of methionine salvage pathway, and also include osmotic regulation and phytohormone metabolism. Comparing the TCB stress inducible proteins between the two cultivars, the β-glucosidase and pathogenesis-related protein family 10 proteins were particularly induced by TCB stress in the roots of rice cultivar （Oryza sativa L.） Aizaizhan, and the glutathione S-transferase and aci-reductone dioxygenase 4 were induced in the roots of rice cultivar Shanyou 63. This may be one of the important mechanisms for Shanyou 63 having higher tolerance to TCB stress than Aizaizhan.     

地表UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统N2O排放的影响机理研究

为了解UV-B增强条件下农田N₂O响应规律,采用室外盆栽实验,研究了地表UV-B辐射增强20%对土壤-冬小麦系统N₂O排放的影响及其影响机理.结果表明,在小麦返青期,UV-B辐射增强处理对该系统N₂O的排放影响不显著;在小麦的拔节期,UV-B辐射增强处理显著降低了土壤-小麦系统N₂O的排放,并减少了该系统的呼吸速率.UV-B辐射增强对N₂O的影响机理主要表现在对小麦植株N代谢过程的影响,如显著增加     

MWNTs/TiO2对典型氯苯类化合物的光催化降解研究

研究复合光催化剂MWNTs/TiO2对典型氯苯类有机化合物光催化降解动力学及主要光降解路径.结果表明,同一初始浓度和相同光催化降解实验条件下,60min时典型氯苯类有机化合物的光降解率均达到90%以上.其中六氯苯和五氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0664h-1和0.0670h-1,其大小明显高于其它氯苯类化合物.1,二氯苯的光催化降解反应速率常数仅为0.0430h4--1,在典型氯苯类化合物中最小.三氯苯的3种同分异构体——1,3-三氯苯、24-三氯苯和1,5-三氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0547h2,1,,3,-1、0445h0.-1和0.0439h-1.六氯苯的主要光催化降解路径为:HCB→PeCB→1,2,3,5-TeCB→1,2,4-TCB→1,4-DCB.     

氯苯类化合物的生物降解

经过2个月的驯化,从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯苯的4种微生物.通过测定该混合菌降解氯苯类化合物过程中的累积好氧量、微生物生长曲线及降解产物Cl^-的释放,证明在好氧条件下该混合菌能够以1,4二氯苯和1,2,4-三氯苯为唯一碳源和能源,降解产物Cl^-浓度的变化与微生物生长周期有关.通过好氧振荡瓶培养法测得3种氯苯的生物降解顺序为:1,4-二氯苯[356.7μg/(L·d)]>1,2,4-三氯苯[110.4μg/(L·d)]>六氯苯[～6μg/(L·d)],说明氯取代数越多,氯苯类化合物越难被好氧降解.     

共存污染物对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响

基于污染物分子本身的特性,实验研究了2种典型的有机污染物--1,4-二氯苯和苯胺对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响.分别用CTMAB-膨润土和预负载了共溶质1,4-二氯苯和苯胺的CTMAB-膨润土对1,2,4-三氯苯进行了等温吸附和动力学实验.结果表明,当固定共溶质初始浓度时,对于以上2种吸附体系,在主溶质浓度较低时,非极性共溶质1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的吸附有抑制作用,浓度较高时抑制作用逐渐消失.而对于极性共溶质苯胺来说,则是在混合吸附体系中与1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯吸附等温线的影响一致,而对于预负载体系,苯胺则在整个浓度范围内促进1,2,4-三氯苯的吸附.对于改变共溶质初始浓度的混合吸附体系,随着共溶质浓度的逐渐增大,1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的抑制作用逐渐增强,最终达到稳定;苯胺则是在较低浓度时抑制1,2,4-三氯苯的吸附,随后抑制作用逐渐减小,最后甚至促进了1,2,4-三氯苯的吸附.在竞争吸附动力学实验中,除了预负载苯胺的体系中共溶质不影响1,2,4-三氯苯吸附速率外,对于其它竞争吸附体系,1,2,4-三氯苯的吸附速率都有所下降.