赤霉素介导下植物对重金属的耐性机理

重金属对大多数植物具有毒性,可严重影响植物的正常生理代谢,但植物也进化出缓解重金属胁迫的相关机制,如增强抗氧化系统响应、加快光合效率、调整代谢速率、将重金属区隔化等。赤霉素(GA)是一类经典的植物激素,可调控植物生长发育,增强植物对重金属的耐性,并促进其对重金属的吸收。该研究根据近年来国内外相关文献报道,从重金属胁迫下赤霉素与植物生物量、抗氧化、光合系统修复、重金属区隔化和信号传递的关系等方面,综述了赤霉素介导下植物对重金属的耐性机理,并从重金属胁迫下赤霉素的合成及分解机制、赤霉素提高植物耐受重金属的深入机制、赤霉素在重金属胁迫下植物激素调控网络中的功能以及赤霉素对植物修复效率的影响等方面,对该领域的发展趋势作了展望。     

产甲烷生化代谢途径研究进展

微生物产甲烷过程产生的甲烷约占全球甲烷产量的74%.产甲烷过程对生物燃气生产和全球气候变暖等都有着重要的意义.本文综述了产甲烷菌的具体生化代谢途径,其本质是产甲烷菌利用细胞内一系列特殊的酶和辅酶将CO2或甲基化合物中的甲基通过一系列的生物化学反应还原成甲烷.在这一过程中,产甲烷菌细胞能够形成钠离子或质子跨膜梯度,驱动细胞膜上的ATP合成酶将ADP转化成ATP以获得能量.根据底物类型的不同,可以将该过程分为3类:还原CO2途径、乙酸途径和甲基营养途径.还原CO2途径是以H2或甲酸作为主要的电子供体还原CO2产生甲烷,其中涉及到一个最新的发现——电子歧化途径;乙酸途径是乙酸被裂解产生甲基基团和羧基基团,随后,羧基基团被氧化产生电子供体H2用于还原甲基基团;甲基营养途径是以简单甲基化合物作为底物,以外界提供的H2或氧化甲基化合物自身产生的还原当量作为电子供体还原甲基化合物中的甲基基团.通过这3种途径产甲烷的过程中,每消耗1mol底物所产生AT P的顺序为还原CO2途径>甲基营养途径>乙酸途径.由于产甲烷菌自身难以分离培养,未来将主要通过现代的生物技术和计算机技术,包括基因工程和代谢模型构建等最新技术来研究产甲烷菌的生化代谢过程以及其与其它菌群之间的相互作用机制,以便将其应用于生产实践.     

植物次生代谢:功能、调控及其基因工程

植物次生代谢物具有多种重要的生物学功能 ,在工农业生产和人们日常生活中具有广阔的应用前景 .随着可持续农业的发展 ,植物次生代谢物的化学生态学功能及其对农产品品质的影响倍受关注 .植物次生代谢调控的生物化学、分子生物学和基因工程已成了当今国际生物界十分活跃的前沿研究领域 .本文仅就植物次生代谢物功能、代谢调控及基因工程研究进行简要的概述 .1　植物次生代谢物的功能1.1　植物次生代谢物的化学生态学功能植物次生代谢物按其合成方式可分为组成型和诱导型两种类型 ,它们在植物与植物、植物与微生物及植物与昆虫之间的关系中行…     

温度对赤霉素发酵的影响及优化策略

温度是影响赤霉素发酵的重要因素,研究温度与菌丝生长和次级代谢物合成的关系将有助于发酵工艺优化.采用5 L全自动发酵罐,调控罐温在25-35℃范围内进行赤霉素发酵,分时记录菌体浓度、残糖浓度和产物赤霉素浓度变化情况.发酵过程数据经微分处理后,比较分析在不同温度下赤霉素发酵过程中菌比生长速率、菌得率及赤霉素比合成速率的变化特征.结果显示:最适菌丝生长温度是32℃,其比生长速率和得率分别为0.571/h和0.431 g/g;适宜GA3合成的温度是28℃,最大比合成速率为2.161 mg g~(-1) h~(-1).进而提出赤霉素发酵过程变温控制轨迹:发酵0-18 h,控温28℃;18-40 h,温度32℃;40-60 h控制温度为30℃;60 h后,控制温度28℃.采用此温度控制策略进行GA3发酵,赤霉素终浓度达到2 294 mg/L,比恒温28℃发酵浓度提高了11.14%.本研究表明赤霉素发酵过程分阶段变温控制策略能提高产量,具有产业应用前景.     

芦苇人工湿地对农村生活污水磷素的去除及途径

构建了芦苇(Phragmites australis)水平潜流人工湿地处理农村生活污水中的磷素,考察了湿地除磷效果以及地上植物吸磷量。结果表明,人工湿地对磷素的去除随水力停留时间的延长而增加,停留时间大于5.3 d时,芦苇湿地除磷效率可以高于88%。湿地进水TP负荷与磷去除速率之间有较好的线性关系(R2>0.91)。湿地植物在11月份收割时,地上生物量为1.65 kg.m-2,芦苇地上部分吸收磷量为3.68 g.m-2.a-1。分析了湿地除磷途径,在试验条件下,湿地填料的吸附和沉淀等作用是水平潜流人工湿地除磷的主要途径,植物吸收仅占湿地总磷去除量的9.1%,但是湿地水生植物是人工湿地重要组成部分,可以通过影响湿地的其他条件间接影响湿地除磷效果。试验证明,人工湿地是适用于农村地区的优良的污水处理技术。     

微塑料的人群暴露途径及其健康危害

微塑料污染是近几年来出现的新环境问题,但目前对人群的微塑料暴露途径及其可能的健康危害并不清楚.本文基于现有微塑料研究的相关文献,重点分析了人类通过食物摄取、饮水以及空气接触的微塑料暴露途径,估算了中国人通过海鲜和食盐可能摄取的微塑料量,并对微塑料的多种潜在生理毒性进行了综述.进一步提出了今后需要系统研究微塑料的人体暴露途径、探索自然环境微塑料浓度下的人体健康风险、关注微塑料对人体肠道微生物的影响等优先研究方向,为正确评价微塑料的人体健康风险提供了理论依据.     

论湘西地区非粮柴油能源植物资源的开发

非粮柴油能源植物资源开发是生物柴油能源植物相关产业开发热点,是我国未来能源发展趋势.基于前期调查数据资料,本文阐述了湘西地区非粮柴油能源植物资源在生物质能、食品、药物、饲料和其他工业用品开发等10种可能的开发途径,并提出在思想层面、战略层面、技术层面上进行有关研究和开发的建议.     

GCC盒和JERE盒介导的信号途径在水稻应答逆境中的作用

植物应答逆境的防御反应在很大程度是在基因转录水平调节的,其中转录因子与目标基因启动子上顺式作用元件的识别和结合起着关键的调节作用.本研究将从双子叶植物中发现的GCC盒(应答乙烯)和JERE盒(应答JA和激发子)与CaMV35S核心启动子融合构建成诱导型启动子,利用GUS报告基因构建其表达载体并进行农杆菌介导的水稻遗传转化.利用T1代株系分析了GCC盒和JERE盒水稻植株对不同逆境胁迫和激素处理的应答.结果表明在转基因植株中它们都具有很低的本底表达.稻瘟病侵染、稻纵卷叶螟取食和机械损伤处理可不同程度提高GUS基因的表达.另外,脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)也能提高GUS的表达.实验结果暗示JERE和GCC盒介导的信号途径在单子叶和双子叶之间有一定的保守性.图5参15     

毒死蜱、二嗪磷等6种农药对鸟类的环境风险评估

应用现有的评估方法,对毒死蜱、二嗪磷、乐果、吡虫啉、抗蚜威和灭多威6种农药对鸟类的风险进行评估,评估结果表明,经食途径,乐果、毒死蜱和二嗪磷对鸟类的初级急性、短期和长期风险均不可接受;吡虫啉对鸟类的初级急性和长期风险不可接受;抗蚜威和灭多威对鸟类的初级急性风险不可接受,对鸟类的初级短期和长期风险可接受.通过饮水途径,只有毒死蜱对鸟类的急性风险无需关注,其他农药品种对鸟类的急、慢性风险均需关注.吡虫啉、毒死蜱、二嗪磷和灭多威4种农药通过喷雾液滴吸入途径对鸟类产生的风险需要引起关注,乐果和抗蚜威通过喷雾液滴吸入途径对鸟类产生的风险无需关注;6种农药通过挥发相吸入途径对鸟类产生的风险均无需关注.评估结果可为6种农药的安全使用和的环境安全管理提供科学参考,同时对我国现有评估指南的完善提出了建议.     

菹草对模拟系统外源氮素去除作用的影响

通过构建室内模拟系统,研究了外源氮素恒定输入时沉水植物菹草对氮去除作用的影响.结果表明,(1)系统稳定后植物组对进水中总氮、氨氮和硝氮的去除率分别较无植物对照组提高了14.7%、25.0%和21.6%.(2)实验期间沉积物中可转化态氮含量整体呈下降趋势;与此同时,非转化态氮的含量上升,植物组的上升幅度是对照组的1.9倍.这表明菹草能够降低内源沉积物氮的释放风险.(3)整个实验期间生物脱氮是系统脱氮的主要途径,分别占植物组和对照组氮素输入总量的44.8%和28.7%;植物组微生物脱氮量较对照组增加了0.139 g,植物吸收脱氮量为0.182 g.可见植物吸收和加速微生物脱氮是菹草促进系统脱氮的两个主要途径.