Occurrence and infection risk of waterborne pathogens in Wanzhou watershed of the Three Gorges Reservoir, China

The Three Gorges Reservoir (TGR), formed by China’s Yangtze Three Gorges Project, is the largest lake in the world, but there is too little information available about fecal contamination and waterborne pathogen impacts on this aquatic ecosystem. During two successive 1-year study periods (July 2009 to July 2011), the water quality in Wanzhou watershed of the TGR was tested with regard to the presence of fecal indicators and pathogens. According to Chinese and World Health Organization water quality standards, water quality in the mainstream was good but poor in backwater areas. Salmonella, Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), Giardia and Cryptosporidium were detected in the watershed. Prevalence and concentrations of the pathogens in the mainstream were lower than those in backwater areas. The estimated risk of infection with Salmonella, EHEC, Cryptosporidium, and Giardia per exposure event ranged from 2.9 × 10 -7 to 1.68 × 10-5 , 7.04 × 10-10 to 2.36 × 10-7 , 5.39 × 10-6 to 1.25 × 10-4 and 0 to 1.2 × 10-3 , respectively, for occupational divers and recreational swimmers exposed to the waters. The estimated risk of infection at exposure to the 95% upper confidence limit concentrations of Salmonella, Cryptosporidium and Giardia may be up to 2.62 × 10-5 , 2.55 × 10-4 and 2.86 × 10-3 , respectively. This study provides useful information for the residents, health care workers and managers to improve the safety of surface water and reduce the risk of fecal contamination in the TGR.     

我国城市饮用水中N-亚硝基二甲胺的健康风险评估及水质标准制定

亚硝胺类物质,特别是亚硝基二甲胺(NDMA),其高致癌性及在我国饮用水中高检出率引起了国内媒体和管理层的广泛关注.为了评价饮水中NDMA造成的健康风险,进而提出我国饮水标准的建议,本文利用近几年全国饮用水水质调查的NDMA数据,以伤残调整寿命年(DALYs)为风险评价终点,并结合疾病模型,对饮水途径摄入NDMA造成的健康风险进行估算.结果表明,我国城市饮用水中由于NDMA造成的终身癌症发病率为5.69×10~(-6),人均DALYs损失为6.27×10~(-7)人·a~(-1).以WHO所推荐的风险可接受水平(DALYs)(10~(-6)人·a~(-1))来制定饮用水中NDMA浓度安全标准,应为6.12 ng·L~(-1).考虑到我国水厂工艺情况,未来NDMA的安全标准设在6~40 ng·L~(-1)范围内更合理.最终的水质标准仍需进一步考虑其他经济和技术水平等因素.     

污水再生处理系统中隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测方法的优化

隐孢子虫和贾第鞭毛虫是2种严重危害水质安全的病原性原生动物.与USEPA1623方法相比,以膜过滤-洗脱法作为浓缩方式的检测流程回收率较高且成本较低.本研究通过对膜过滤-洗脱环节和免疫磁性分离(IMS)过程进行改进和参数优化,建立了适用于污水再生处理系统的两虫检测方法.研究发现,对滤膜进行刮擦处理后隔夜浸泡,以及洗脱前剧烈振荡等操作能够显著提高并稳定回收率.投加高岭土浊液提高水样的浊度至4NTU更加有效地提高了低浊水样的浓缩回收率.离心浓缩后洗涤沉淀并进行2次酸解离是降低IMS过程水质干扰的有效措施.采用该优化方法对不同来源水样进行检测,隐孢子虫回收率超过70%,贾第鞭毛虫回收率超过80%,明显高于1623方法的接受标准(>24%).     

Improvement of detection method of Cryptosporidium and Giardia in reclaimed water

Cryptosporidium and Giardia are two typical species of pathogenic protozoans that seriously endanger water quality. Previous works indicated that detection of Cryptosporidium and Giardia with modified United States Environmental Protection Agency (USEPA) method-1623 using a membrane filtration-elution for sample concentration attained better recovery and lower cost compared to the USEPA method-1623. Several improvements of membrane filtration-elution step as well as immunomagnetic separation (IMS) steps were investigated and an optimized method for detection of Cryptosporidium and Giardia in wastewater reclamation system was recommended in this paper. The experimental results show that an overnight soak of the membrane after scraping and vortex agitation before elution could enhance and stabilize the recovery. Increasing turbidity to 4 NTU by adding kaolin clay before filtration could effectively improve the recovery of low-turbidity water. Washing the concentrate after centrifugation and twice acid dissociation both reduced the impact of water quality to protozoan recovery. Protozoans in different water samples were determined by this optimized method, and the recovery of Cryptosporidium and Giardia were above 70% and 80% respectively, much higher than the acceptance of method-1623. __________ Translated from Environmental Science, 2006, 27(12): 2547–2552 [译自: 环境科学]     

低营养水体中芽孢杆菌降解有机氮的研究

芽孢杆菌具有降解有机氮的功能,但在养殖水体等低营养水体中,其降解效果可能受到影响.为研究低营养水体中有机氮的降解情况,通过模拟凡纳滨对虾中间培育过程配制低营养水体,分别接种芽孢杆菌NT9和YB3(NT9水体和YB3水体),然后研究水体中微生物的生长与有机氮的降解情况,并构建数学模型进行分析.结果显示,起始接种量为10×10~5 cfu·mL~(-1)时,NT9水体总菌量呈下降趋势,平均为(3.46×10~5±2.39×10~5) cfu·mL~(-1),YB3水体总菌量则上升到(25.43×10~5±8.84×10~5) cfu·mL~(-1),但均高于未接种的对照水体.NT9水体和YB3水体的有机氮降解率显著高于对照水体(p0.05),分别提高50.28%和119.41%,降解速率也分别提高65.22%和121.74%.对照水体、NT9水体和YB3水体单位菌量的有机氮降解效率分别为1.238、1.649和1.904 mg·L~(-1),降解模型分别为y=-6.40+1.39x_1+1.45x_2、y=2.11+8.21x_3-0.64x_4-1.26x_1x_3-0.32x_2x_4和y=1.73+6.11x_2(x_1、x_2、x_3、x_4分别表示总菌量、总菌增量、有机氮含量和时间).研究表明,在低营养水体中接种芽孢杆菌有利于有机氮的降解,但不同的菌株具有不同的降解模式,菌株YB3为能够适应低营养水平、增殖能力较强的菌株,可以更有效地促进有机氮的降解,提高降解效率.     

城市污水再生处理过程中病原性原虫的去除特性

通过定期监测北京市某城市污水再生处理过程各单元出水中的隐孢子虫和贾第鞭毛虫(两虫)浓度,系统考察了污水再生处理系统对两虫的去除特性.结果表明,原污水、初沉池出水、二沉池出水、絮凝沉淀池出水和砂滤池出水中隐孢子虫的平均检出量分别为238、179、6、1、0.3个·L-1,贾第鞭毛虫的平均检出量分别为1 568、1048、22、4、0.6个·L-1.污水再生处理系统对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的总去除率分别为2.98log(99.895%)和3.46log(99.965%).一级处理工艺对污水中两虫的去除效果并不理想,去除率分别只有0.13log和0.18log.二级生物处理对两虫的去除贡献最大,去除率分别达1.50log和1.67log.污水深度处理工艺(絮凝-沉淀-砂滤)能有效提高两虫的去除效果.污水厂进水中的两虫检出量随季节变化,雨季较低,旱季较高.     

南京地区污水厂、自来水厂及长江中抗性基因MCR-1和NDM-1的污染特征

近年来,新型抗性基因以其易传播和耐药广等特性,展现出比传统抗性基因更严峻的健康风险,在临床卫生领域受到广泛关注,但目前对其在环境中的行为和风险研究很少.为此,考察了2种有代表性的新型抗性基因MCR-1和NDM-1的污染特征,并借助荧光定量PCR探索了长江下游（南京段）及附近污水厂和自来水厂中MCR-1和NDM-1的分布特征,进而采用RDA（冗余性分析）评价了分布特征受水质指标的影响效果.结果表明:①污水厂进水中MCR-1和NDM-1绝对丰度较高,且随处理流程呈下降趋势,总去除率分别为92.5%和92.7%,但出水中MCR-1和NDM-1绝对丰度仍分别达2.5×108和7.0×106 copies/L.②长江下游（南京段）各采样点MCR-1和NDM-1绝对丰度的范围分别为8.5×107~3.5×109和4.3×105~2.1×107 copies/L,随水流方向呈降低趋势,但在个别采样点出现异常升高的情况,主要受该区域人为污染的影响.③自来水厂处理工艺对MCR-1和NDM-1去除率分别为75.0%和70.6%,但出水中存留的MCR-1和NDM-1绝对丰度分别达1.4×107和6.3×104 copies/L,且MCR-1和NDM-1在排泥水中大量富集.④MCR-1绝对丰度与ρ（COD_Cr）、ρ（NH₃-N）、电导率呈正相关,而NDM-1绝对丰度仅和浊度存在弱相关关系,与其他水质指标无明显相关性.研究显示,污水处理工艺无法有效去除MCR-1和NDM-1,大量抗性基因通过污水厂出水排入长江,同时自来水厂以含有较高绝对丰度抗性基因的长江水作为水源水,最终自来水厂出水中残存的抗性基因可能进入人体,生态健康风险较大.      

华东地区某饮用水源地中磺胺类抗性基因的分布特征

饮用水源中检测到的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)对饮用水质安全和人体健康产生的潜在威胁受到广泛关注.在掌握了华东地区某饮用水源地13种磺胺类抗生素的污染特征基础上,进一步采用定性PCR和荧光定量PCR解析该饮用水源水和底泥中磺胺类ARGs(sul1、sul2)以及抗性基因可转移元件Ⅰ型整合酶基因(int I1)的分布特征.结果表明,3种基因在该饮用水源水和底泥中均100%检出,sul1基因是该饮用水源地中检出含量最高的磺胺类ARGs,在水源水中含量范围为1.5×104~6.4×105copies·mL~(-1),底泥中则高达1.6×108copies·g~(-1),较sul2、int I1基因分别高0.6~2.2、0.5~1.9个数量级.sul1、sul2和int I1基因在该水源地入水口和出水口处的绝对含量无显著差别,而在底泥中sul1、sul2和int I1基因的绝对含量则是出水口高于入水口.sul1在夏季水源地出水口的检出含量最高,为6.4×105copies·mL~(-1);int I1基因在冬季的检出含量高于其他季节.sul1基因与13种磺胺类抗生素具有相关性(r=0.69,P0.05),其中与磺胺甲唑的含量显著相关(r=0.79,P0.01);int I1与sul1、sul2的相对含量之间也存在正相关关系(r为0.80和0.73,P0.05),这表明int I1在磺胺类ARGs的水平转移过程中起到了重要作用.本研究为典型饮用水源地中ARGs的污染现状提供基础数据,也为管控饮用水环境的抗性基因污染和制定管理决策提供依据.     

多壁碳纳米管修饰丝网印刷电极同时检测水中苯二酚异构体的研究

采用丝网印刷技术和滴涂法制备了一种可抛型的多壁碳纳米管修饰丝网印刷电极,并将其用于水中的对苯二酚、 邻苯二酚和间苯二酚等苯二酚异构体的同时检测.苯二酚在此修饰电极上的循环伏安行为考察显示,该电极可较好地区分3种异构体的氧化峰,对其氧化还原反应有明显的电催化作用;以差示脉冲伏安法检测对苯二酚、 邻苯二酚和间苯二酚的混合水样,其峰电流与浓度分别在8.20×10^-6～1.00×10^-3、 8.20×10^-6～1.00×10^-3和1.64×10^-5～1.16×10^-3 mol·L^-1范围内呈良好的线性关系,检出限分别达4.34×10^-6、 3.42×10^-6和6.70×10^-6 mol·L^-1;对污染水样进行测定,加标回收率为96.2%～104.9%.研究结果表明,多壁碳纳米管修饰的丝网印刷电极可用于苯二酚异构体污染水样的现场快速检测.     

羟基磷灰石对Cd污染土壤中马铃薯生长及品质的影响

通过温室盆栽实验研究了施用羟基磷灰石改良Cd污染土壤对马铃薯生长及品质的影响.实验设置了3个Cd污染水平(0、5、10 mg.kg-1)、6个羟基磷灰石施用量(0、4、8、10、16、30 g.kg-1)和2个马铃薯品种(中薯3号、大西洋).结果表明,土壤Cd污染导致马铃薯单株产量下降(5 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低24%～31%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低41%～45%),但是施用羟基磷灰石可以提高单株产量.相对于不施用羟基磷灰石,5 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用10 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产17%～39%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用30 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产45%～58%.由于羟基磷灰石改善了Cd污染土壤环境,因此马铃薯器官中叶绿素含量和SOD活性明显上升,而MDA含量明显下降.施用羟基磷灰石也提高了马铃薯品质,马铃薯块茎中维生素C含量、淀粉含量以及蛋白质含量也明显提高.随着羟基磷灰石施用量由0 g.kg-1增加到30 g.kg-1,在5 mg.kg-1的Cd污染土壤中,马铃薯块茎Cd含量由0.87～0.95 mg.kg-1下降到0.13～0.21 mg.kg-1,降幅为78%～85%;在10 mg.kg-1的Cd污染土壤中,块茎Cd含量由1.86～1.93 mg.kg-1下降到0.52～0.65 mg.kg-1,降幅为66%～72%.实验表明,羟基磷灰石缓解土壤Cd毒性的主要机制是提高土壤pH值,降低土壤中有效态Cd含量,羟基磷灰石中的Ca阻碍土壤Cd向马铃薯迁移.但是羟基磷灰石对土壤Cd毒性的缓解效应是有限性的,过量施用可能对马铃薯生长和品质产生胁迫作用.在Cd污染土壤中施用适量的羟基磷灰石后中薯3号生长状况和品质好于大西洋,说明不同马铃薯品种对种植环境的改善有不同的响应.     

氧化亚铁硫杆菌密度与营养供给对硫铁矿生物氧化的影响

探究硫铁矿生物氧化过程的影响因素有利于揭示酸性矿山废水形成规律.本研究采用摇瓶试验,探究了氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(A.ferrooxidans LX5)密度对硫铁矿生物氧化的影响.同时,在菌密度为1.40×107cells·m L-1的环境中,研究了微生物营养(无铁改进型9K液体培养基)供给对硫铁矿生物氧化的影响.结果表明,A.ferrooxidans LX5及其营养成分的引入显著加速了硫铁矿生物氧化体系H+的释放,0.70×107~2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入,可使得H+释放量较无菌对照提高1.51~3.31倍.半量浓度和全量浓度无铁改进型9K液体培养基的加入,可使菌密度为1.40×107cells·m L-1硫铁矿氧化体系的H+释放量提高3.24与2.75倍.相对于A.ferrooxidans LX5密度为0.70×107cells·m L-1的体系,1.40×107cells·m L-1或2.10×107cells·m L-1A.ferrooxidans LX5的引入明显提高硫铁矿氧化体系总Fe离子与SO2-4的释放效率,且71.9%~88.3%的总Fe离子主要以Fe2+存在.微生物营养供给使得总Fe离子与SO2-4的释放效率加速显著,而总Fe离子几乎全部以Fe3+存在.当菌密度大于1.40×107cells·m L-1时,体系生物氧化后所得硫铁矿表面存在明显的侵蚀坑.相对于半量浓度改进型9K培养基养分供给,全量改进型9K液体培养基的引入由于体系次生铁矿物覆盖硫铁矿明显而抑制了总Fe离子与SO2-4的释放.硫铁矿氧化所得酸性废水经Ca O中和至pH约为7.00,总Fe近乎全部去除,而SO2-4去除率相对较低(26.7%~73.9%).本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.     

绿狐尾藻对铜绿微囊藻和羊角月牙藻的抑藻效应

分别将不同起始浓度(10~5、10~6、10~7、10~8和10~9ind.·L~(-1))的铜绿微囊藻和羊角月牙藻分组与绿狐尾藻进行共培养,连续10 d,每天测定各组铜绿微囊藻或羊角月牙藻的光密度值,用以确定绿狐尾藻对两种藻类不同浓度的生长抑制情况.结果表明,2. 5 g·(200 m L)~(-1)的绿狐尾藻对起始浓度为10~7ind.·L~(-1)和10~8ind.·L~(-1)的铜绿微囊藻具有明显的抑制作用;而对实验所设的所有起始浓度的羊角月牙藻生长均没有显著的抑制作用.并且,采用溶剂浸提与气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定的方法,分析了绿狐尾藻粉末浸提液和绿狐尾藻生长液中可能存在的化感物质,通过分析,确定棕榈酸是绿狐尾藻分泌的化感物质之一,并且发现了3种可能是绿狐尾藻分泌的新型化感物质:3-乙基-3-甲基庚烷、磷酸三乙酯和酞酸二丁酯.     

水杨酸对多氯联苯污染土壤的修复和微生物群落结构的影响

以浙江省台州电子垃圾拆解地附近多氯联苯污染的农田土壤为研究对象,考察了施肥基础上添加不同剂量水杨酸(5、10、20 mmol·kg-1)对土壤中多氯联苯的去除、脱氢酶活、微生物群落结构及联苯双加氧酶基因相对丰度的影响.结果表明,施肥和施肥基础上添加水杨酸均能显著提高多氯联苯的去除率(p0.05),其中,三氯联苯的去除率最高(28.98%~34.53%).土壤脱氢酶活与多氯联苯去除率随水杨酸添加量的升高呈先增大后减小的趋势,均在10 mmol·kg-1水杨酸处理中达到最大.PCR-DGGE结果显示,水杨酸处理土壤中新增伯克氏菌属(Burkholderia)、潘多拉菌属(Pandoraea)、噬油脂极小单胞菌属(Pusillimonas)、鞘脂菌属(Sphingobium)、甲基杆菌属(Methylobacterium)和青枯菌属(Ralstonia).Shannon指数表明,10 mmol·kg-1水杨酸处理下土壤微生物最为丰富(p0.05).荧光定量PCR显示,bph A基因在不同处理间没有显著差异,但施肥和施肥基础上添加10、20 mmol·kg-1的水杨酸处理都显著提高了bph D.1.B、bph D.1.C、bph D.2.A和bph D.2.A/B基因的相对丰度.     

Effects of Zn2+ on root growth,cell division, and nucleoli of Allium cepa L.

The effects of different concentrations of Zn²⁺ion on root growth,cell division,and nucleoli of Allium cepa were studied. The test Zn²⁺ ion concentration was made up from zinc sulphate (ZnSO₄. 7H₂O) ranging from 10^-7 to 10^-2 mol/L. The solutions were prepared in tap water (pH =6. 5).The results indicated that Zn²⁺ could obviously inhibit root growth at concentrations from 10^-4)to 10^-2 mol/L.Roots treated with zinc sulphate showed the presence of c-mitosis, anaphase bridges,including sticky and fluidized bridges (at 10^-3 to 10^-2 mol/L) , chromosome stickiness, irregularly shaped nuclei, broken nuclei and micronuclei. A toxicity effect was also observed on the nucleoli using silver staining technique after 48h of treatment with 10^-4to 10^-2 mol/L Zn²⁺, e. g,the nucleolar particulate material scattered around the nucleoli in the nucleus of root tip cells.     

基于DALYs的北京市大气PM2.5载带苯并[a]芘疾病负旦研究

苯并[a]芘(BaP)是一类兼具强致癌性和非致癌毒性的物质,可随PM_(2.5)经呼吸途径进入人体而威胁健康.本文采集2016年北京城区监测点PM_(2.5)样品并采用气相色谱质谱联用仪测定其载带BaP浓度.通过BaP的流行病学及动物毒理学数据的检索和分析,确定BaP呼吸暴露的致癌和非致癌毒效应评价终点及其剂量效应关系.运用伤残调整生命年(DALYs)指标估算了呼吸途径人群PM_(2.5)载带BaP暴露导致的疾病负担.结果显示北京市BaP导致总疾病负担为431.36 DALYs·a~(-1),每千人DALYs为0.03 a~(-1).其中非致癌效应的疾病负担为1.98 DALYs·a~(-1),致癌效应为429.39 DALYs·a~(-1).不同毒效应的疾病负担排序为:癌症(99.54%)发育毒性(0.41%)生殖毒性(0.04%).不同季节的疾病负担贡献差异较大.北京市BaP暴露导致疾病负担的主要贡献季节为冬季,疾病负担贡献的顺序为冬季(88.01%)秋季(4.91%)春季(4.34%)夏季(2.74%).     

铜绿微囊藻生长代谢的密度依赖性特征及分子机制

蓝藻水华是淡水湖库普遍面临的水环境问题,目前水华形成机制研究大多关注外界环境因素而忽略了藻类自身及群体的关键调节作用.因此,本文以初始细胞密度为单一变量,考察了不同初始细胞密度条件下蓝藻生长、营养物质利用、叶绿素、藻毒素、胞外分泌物随时间的变化情况.结果发现,初始细胞密度会影响铜绿微囊藻的环境适应性和生长情况,当接种密度≥1×10⁶ cell·mL^-1,铜绿微囊藻适应期消失,初始细胞密度从1×10⁵ cell·mL^-1增加至1×10⁷ cell·mL^-1,最高细胞密度增加了68%,生长速率提高了21%,并且叶绿素变化趋势与生长情况一致.胞外分泌物随初始细胞密度增加而逐渐增加,有利于蓝藻细胞聚集成膜.当初始细胞密度较低（1×10⁵ cell·mL^-1）时,单细胞藻毒素分泌量反而增加,以提高蓝藻的环境适应能力.在高初始密度（1×10⁷ cell·mL^-1）条件下,铜绿微囊藻主要通过上调丙酮酸代谢和碳代谢,促进细胞生长增殖.因此,细胞密度是影响铜绿微囊藻生长代谢的重要因素,在蓝藻水华形成过程中可能发挥重要作用,水华防治应当在细胞密度较低的阶段进行.     

北京市典型土著沉水植物对水体中硝酸盐和正磷酸盐的耐受性研究

以北京市3种典型土著沉水植物轮叶黑藻、狐尾藻和金鱼藻为研究对象,构建模拟水生生态系统,研究3种沉水植物对水体中NO₃^-和PO₄^3-的耐受性并确定其耐受范围.同时,对植物体内过氧化氢酶、丙二醛、叶绿素和蛋白质4种指标进行检测.结果表明,轮叶黑藻对NO₃^-具有较强的耐受性,耐受浓度可达8 mg·L^-1,金鱼藻和狐尾藻次之,耐受浓度为3~5 mg·L^-1;狐尾藻对PO₄^3-的耐受性最差,耐受浓度约为0.2 mg·L^-1,轮叶黑藻和金鱼藻的耐受性相当,当PO₄^3-浓度达到0.4 mg·L^-1时开始出现显著胁迫.因此,在本研究的实验条件下,当水体NO₃^-浓度<5 mg·L^-1、PO₄^3-浓度<0.2 mg·L^-1时,建议3种沉水植物同时种植;当NO₃^-浓度>5 mg·L^-1时,建议种植轮叶黑藻;当PO₄^3-浓度为0.2~0.4 mg·L^-1时,建议种植轮叶黑藻和金鱼藻.研究结果可为北京市再生水补给河湖水库的水生态修复及其沉水植物群落的构建提供一定的理论指导.     

红树植物白骨壤小苗对模拟潮汐淹浸时间的生长适应性

室内模拟12个潮汐淹浸时间处理(2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24h·d-1)对红树植物白骨壤Avicennia marina小苗生长的影响,测定不同淹水时间处理下白骨壤小苗的叶绿素含量、根活力、生长量、生物量及净光合速率等10项生长信息指标.210d的试验结果表明,叶绿素含量、根活力、生物量及生长量均随淹水时间的延长先升后降,并在16h·d-1处出现骤变分界点,淹水时间超过16h·d-1后,白骨壤小苗的生物量、生长量均显著低于淹水时间16h·d-1的处理;月均地茎增量、月均叶片增量、单株茎干重、单株根干重及总生物量均在淹水10h·d-1处理下最大.结合主成分分析得出结论,白骨壤小苗在淹水时间16h·d-1的处理下均能正常生长,最适淹水时间为8～12h·d-1,临界淹水时间为16h·d-1.     

Effects of Ca2+ ions antagonistic to Al3+ ions poisoningin root growth , cell division and nucleolusin root tip cells of Allium cepa

The effects of different aluminium chloride concentrations together with varying calciumchloride concentrations on root growth, cell division and nucleoli in root tip cells of Allium cepa werestudied. The concentrations used for aluminium chloride were 10^-4, 10^-3 and 10^-2 mol/L ; and for calcium chloride were 10^-5 , 10^-4 , 10^-3 and 10^-2 mol/L, respectively. The results showed that after thetreatments with 10^-2 to 10^-3 mol/L Al³⁺ , root growth was severely inhibited , a large nurnber of thecells with c-mitosis were induced and the nucleolar material was extruded from the nucleus into the cytoplasm. However , the treatments with 10^-2 to 10^-3 mol/L of Al³⁺ together with 10^-2)to 10^-5 mol/LCa²⁺ suggested that Ca²⁺ gave the obviously protective effects against Al³⁺ poisoning in root growth.cell division and nucleoli of the root tip cells in A. cepa. The possible mechanism of these protective effects of Ca²⁺) is also briefly discussed.     

水位变化对消落带氨氧化微生物丰度和多样性的影响

南水北调来水进入密云水库将直接引起水库水位上涨,这必将影响消落带土壤中氨氧化微生物的丰度和多样性,从而影响消落带中氮循环过程.采用分子生物学方法,探讨了水位变化对消落带氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)的生物多样性和丰度的影响.Real-time PCR结果显示,2015年9月消落带岸上/水陆界面土壤和沉积物中AOA和AOB的丰度范围分别为1.00×10~7~3.91×10~7copies·g~(-1)和5.49×10~6~9.77×10~6copies·g~(-1).2015年11月水位比9月上升3 m,淹没区土壤/沉积物中AOA和AOB的丰度范围分别为5.80×106~1.56×10~7copies·g~(-1)和2.14×10~6~4.40×106copies·g~(-1),比被淹没前有所下降,但AOA的丰度始终高于AOB,说明AOA比AOB更适合在低氨氮的消落带环境中生长,并且更能适应低氧环境.水位上升3 m后,水陆交界面土壤中AOA和AOB的多样性均有所增加,而在沉积物中多样性减少.水位上涨之前,AOA大多数OTU属于Nitrososphaera、Nitrosopumilus,而水位上涨之后,大多数OTU归属于土壤簇Nitrososphaera,即在低氧消落带环境中土壤簇Nitrososphaera为优势AOA菌.对于AOB,水陆交界面土壤和沉积物中Nitrosopira和Nitrosomonas分别在氨氧化过程中发挥作用.