NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

十溴联苯醚共存条件下水中Zn(Ⅱ)的生物吸附

研究了十溴联苯醚(BDE-209)共存条件下嗜麦芽窄食单胞菌对水中Zn2+的吸附特性,并通过对菌体进行失活处理、红外光谱和X-光电子能谱分析,探讨了吸附机理。结果表明,Zn2+的吸附符合Freundlich吸附模式;嗜麦芽窄食单胞菌对Zn2+吸附作用明显,2.5 g/L菌体在2 h时,对初始浓度为2.0 mg/L Zn2+的去除率达92%。BDE-209对菌体吸附Zn2+有一定的抑制作用。各因素对嗜麦芽窄食单胞菌吸附Zn2+的影响程度由大到小依次为:投菌量>pH>BDE-209浓度。菌体对Zn2+的吸附除表面吸附外,还存在跨细胞壁细胞膜的主动运输和积累等作用。菌体中的酰胺基与羟基均参与了Zn2+吸附,而且菌体表面Ca2+与Zn2+发生了离子交换,吸附后Zn2+的价态不变。     

1株苯并［a］芘高效降解菌的筛选与降解特性

从广东省贵屿镇受污染河涌底泥中筛选出1株能利用苯并[a]芘(BaP)作为唯一碳源和能源生长的高效降解菌株.经生理生化试验和16S rRNA序列测定,鉴定该菌为短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis).该菌在7 d内对1 mg.L-1BaP的降解率达51.35%.降解性能研究表明,pH、温度、投菌量、BaP初始浓度和处理时间等是影响BaP降解的重要因素.B.brevis对pH与温度均有较广泛的耐受范围,在pH 2～12和温度为25～40℃的范围内对BaP均有降解能力,中性(pH=7)和室温(25℃)为最优条件.随着投菌量的增加,B.brevis对BaP的处理能力呈先增强后平缓的趋势;而BaP初始浓度的增加,则使降解量呈不断上升的趋势.水杨酸、琥珀酸和邻苯二甲酸的加入并不能明显提高B.brevis对BaP的降解效果.处理BaP后菌体表面褶皱增多,随着时间的延长,菌体出现表面凹陷、瘪塌变形的现象.     

镍钴转运酶NiCoT基因的克隆表达及基因工程菌对镍离子的富集

利用PCR技术从Staphylococcus aureus/ ATCC6538基因组中扩增出大小为1?053 bp的镍钴转运酶基因NiCoT gene,将其连接到pET-3c载体上构建重组质粒,并转化至E.coli BL21.筛选阳性菌并经酶切分析和PCR扩增双重鉴定.核苷酸序列测定及分析结果与GenBank中报道的同类基因相似性高达97%以上,表明其具有正确的NiCoT基因核苷酸序列.重组菌的SDS-PAGE结果图谱中,在相对分子量为39?000附近有特异性蛋白条带,大小符合预测值,表明NiCoT基因在E.coli BL21中成功表达.基因工程菌在IPTG用量为1.00 mmol·L^-1,诱导时间为4 h的条件下培养对镍离子的富集能力最高.在不同镍离子浓度时,基因工程菌对溶液中Ni²⁺的平衡富集量为11.33 mg·g^-1,与原始宿主菌相比提高了3倍.对基因工程菌吸附镍和钴的实验表明,Staphylococcus aureus ATCC6538的NiCoT对镍具有较高的特异性和富集容量,属于第Ⅲ类镍钴转运酶.     

金属离子对三苯基锡酶促降解的影响

研究了不同金属离子及其添加形式对肺炎克雷伯氏菌胞内酶和胞外酶降解三苯基锡的影响,以期为阐明有机锡的酶促降解机制提供实验依据.结果表明,菌体对K+、Mg2+、Cu2+、Ca2+、Fe3+具有良好的耐受能力,高浓度的Zn2+、Fe2+可能对菌体产生一定的毒害作用,从而影响其生长.适当浓度范围的K+、Mg2+、Zn2+、Cu...     

Biosorption of low level Cd~（2＋） in water by Aspergillus sojae

以酱油曲霉（Aspergillus sojae）为吸附剂,对水溶液中微量Cd2＋进行了吸附研究.实验考察了预处理方法、菌体用量、pH、温度和吸附时间对吸附的影响,同时分析了其吸附动力学和吸附等温线特性,并对酱油曲霉菌体吸附Cd2＋的可能作用机理进行了探讨.结果表明,碱预处理的菌体吸附效果最好.在菌体用量为0.08 g时,对Cd2＋的吸附量达到最大,为0.095 mg.g-1.pH值在3.4—8之间,酱油曲霉菌体对Cd2＋的吸附效果比较稳定,其最大吸附率出现在pH 3.4.温度在15℃—30℃之间时,菌体对Cd2＋的吸附率差异很小,吸附率在88.3%—94.4%之间.二级动力学方程能很好地表征酱油曲霉吸附微量Cd2＋的过程,R2在0.99以上,其吸附平衡时间大约2.5 h,线性模型更适于描述该吸附平衡过程.SEM、FTIR分析得出,Cd2＋可能是与酱油曲霉菌体表面的羟基、酰胺基、羧基、磷酸基和胺基等基团相络合而被吸附,也可能是形成颗粒沉淀而附着在菌丝上.     

水体/沉积物中蒽的生物降解

对水体/沉积物中蒽的降解情况进行了研究,结果表明,往天然水体中添加沉积物对蒽的生物降解有较明显的促进作用,沉积物能够吸附一定量的蒽,从而抑制其自然挥发,体系中沉积物含量为15g·l-1时,吸附效果最为明显,在蒽初始浓度为10mg·l-1的情况下,5d后残留率达100.00%,沉积物本身存在的土著微生物对蒽有一定的降解能力,沉积物含量为15g·l-1时,5d后蒽降解率最高,为49.29%,往15g·l-1沉积物中接种蒽高效降解菌烟曲霉A10后,蒽降解率达88.92%,表明往污染环境中外加微生物能够明显改善污染物的降解情况.     

连续培养酱油曲霉（Aspergillussojae）产微生物絮凝剂的研究

为了利用廉价材料规模化生产微生物絮凝剂，以味精废水作为廉价培养基质，对酱油曲霉的摇瓶连续培养和发酵罐连续培养进行了研究。摇瓶中以5％的接种量进行连续培养，最适温度在30～33℃之间，每6h替换一次新鲜废水培养基，5次替换新鲜废水培养基后最大絮凝率仍达到97．8％。在发酵罐扩大连续培养中以5％的接种量接种后经过9h预培养达到稳定生产絮凝剂后，以4mL／min的补料流量进行连续培养，生产的絮凝剂产量达到2．392g／L，且最大絮凝率为98．1％。生产36h后对发酵系统中菌体进行稀释，使菌体量保持在50—200g／L之间可持续进行生产。     

8种矿质元素在苗期水稻中的积累特性

选择广东省近年常见的15个水稻品种,用受污土壤进行盆栽试验,研究了相同外部条件下水稻积累重金属Cd、Cu、Zn和营养矿质元素K、Na、Ca、Mg、Fe的规律。结果显示,Ca、Fe、K、Mg、Na、Cd、Cu、Zn的含量范围为:3 983~6 115、252.2~732.6、25 312~33 288、2 115~3 336、95.77~2 837、6.54~24.77、11.98~21.23、53.33~97.81 mg/kg,水稻品种间对重金属Cd、营养矿质元素Fe的吸收累积差异显著,且其变异系数分别达到了33.28%、38.36%。Cd与Ca、Mg及Zn表现出显著的相关性,Cu与Ca、Fe、K、Mg、Zn均有显著相关性,Zn与除K外的其他测试元素均有显著相关性。     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.