氯代阻燃剂得克隆对纤细裸藻的生态毒性效应

得克隆(Dechlorane Plus,DP)作为全球广泛使用的氯代阻燃剂,具有POPs特性和环境毒性,但其生物毒性数据非常有限。本文选择水生初级生产者纤细裸藻(Euglena gracilis)作为研究对象,通过检测藻细胞生长状况、光合色素水平、抗氧化酶活性、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量变化,研究了不同浓度DP对其生态毒性效应的影响。结果显示,低浓度DP对纤细裸藻生长具有一定促进作用,但差异不显著;DP浓度较低时(0.1和0.5 mg·L-1DP)类胡萝卜素含量受到轻微抑制;较高浓度DP暴露导致超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽(GSH)水平显著增加,同时高浓度DP(8 mg·L-1)下MDA含量显著上升,提示膜结构受到损伤;表明较高实验浓度范围内,DP对纤细裸藻的生长及抗氧化系统均产生一定影响,结果将为DP的环境生态风险评价提供科学依据。     

Brassinosteroid alleviates phenanthrene and pyrene phytotoxicity by increasing detoxification activity and photosynthesis in tomato

The present study was carried out to investigate the effects of exogenously applied 24-epibrassinolide (BR) on growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence characteristics, lipid peroxidation and antioxidant systems of tomato seedlings grown under different levels (0, 10, 30, 100 and 300 μM) of phenanthrene (PHE) and pyrene (PYR) in hydroponics. A concentration-dependent decrease in growth, photosynthetic pigment contents, net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), maximal quantum yield of PSII (Fv/Fm), effective quantum yield of PSII (Φ_PSII), photochemical quenching coefficient (qP) has been observed following PHE and PYR exposure. By contrast, non-photochemical quenching coefficient (NPQ) was increased. PHE was found to induce higher stress than PYR. However, foliar or root application of BR (50 nM and 5 nM, respectively) alleviated all those depressions with a sharp improvement in the activity of photosynthetic machinery. The activities of guaicol peroxidase (GPOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) as well as content of malondialdehyde (MDA) were increased in a dose-dependent manner under PHE or PYR treatments. Compared with control the highest increments of GPOD, CAT, APX, GR and MDA by PHE/PYR alone treatments were observed following 300 μM concentration, which were 67%, 87%, 53%, 95% and 74% by PHE and 42%, 53%, 30%, 86% and 62% by PYR, respectively. In addition, both reduced glutathione (GSH) and oxidized glutathione (GSSG) were induced by PHE or PYR. Interestingly, BR application in either form further increased enzymatic and non enzymatic antioxidants in tomato roots treated with PHE or PYR. Our results suggest that BR has an anti-stress effect on tomato seedlings contaminated with PHE or PYR and this effect is mainly attributed by increased detoxification activity.     

低温胁迫对番茄光合特性及抗氧化酶活性的影响

根据番茄对低温的反应,于2010年10月-2011年3月间,设计了人工控制试验系统以研究低温胁迫(5℃,7℃,9℃,11℃)对设施番茄光合色素含量、最大光合速率、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性的影响,为设施番茄低温致灾气象指标的确定提供依据。结果表明:不同低温胁迫下叶绿素a,Chla/Chlb和最大光合速率均存在不同程度的降低,而叶绿素b和类胡萝卜素含量则有所升高。低温5℃处理3 d和7℃处理4 d后番茄最大光合速率均为负值,经过25℃恢复5 d后仍无显著升高;低温9℃、11℃胁迫下番茄最大光合速率随处理天数的增加而降低,且经过5 d的恢复处理后最大光合速率可以基本恢复至正常水平。叶绿素荧光参数分析表明,低温胁迫降低了PSII的原始光能转换效率和潜在活性,番茄的Fv/Fm,qP,ETR均显著降低,且随胁迫温度和胁迫时间的不同,Fv/Fm,qP,ETR的变化程度有所不同。不同低温胁迫使得番茄SOD,POD,CAT,MDA酶的活性均有不同程度升高,且温度越低,处理时间越长,升高幅度越大。因此,低温5℃处理3 d或者低温7℃处理4 d是番茄发生严重冷害的临界指标,该研究结果可为作物低温灾害防御及气象灾害预警提供参考。     

崇明东滩围垦湿地芦苇光合作用对模拟升温的响应初探

采用开顶式气室法(Open top Chamber, OTC)模拟升温,分别于升温1 a和升温2 a后,测定崇明东滩围垦湿地代表植物--芦苇快速生长期叶片的光响应进程,分析最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率〖WTBX〗(Rd)、表观量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等光合参数对升温时间的累积响应。结果表明：与对照样地相比,升温1 a后Pmax、〖WTBX〗LSP显著增加,Rd、LCP显著降低,表现出正效应,而升温2 a后结果相反;升温条件下〖WTBX〗AQY的年际差异不显著;非线性拟合芦苇叶片光合 光响应(Pn PAR)曲线,结果显示其在升温第一年和第二年分别发生上调和下移现象;蒸腾速率(Tr)对升温表现增加趋势;气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)对升温的响应与光合有效辐射(PAR〖WTBZ〗)强度有关。这可能意味着长时间升温条件下芦苇叶片因非气孔因素限制发生光合适应现象     

不同光强下生长的厚叶木莲（Magnolietia pachyphylla）光合作用光响应的变化

生长在全光照的厚叶木莲幼树,叶片的表观光合量子产率（αA/molmol-1）为0．0246±0．0023,而生长在40%日光照和20%日光照的植株,αA分别为0．0266±0．0031和0．0165±0．0042．生长在40%日光照的植株叶片光能转换效率（α/molmol-1）为0．2581±0．0019,分别较全日光照和20%日光照高26．3%和33．2%．结果表明,40%日光照有利于厚叶木莲叶片的光能利用和增高光能转换效率．生长在20%日光照的植株,δ较低．生长在40%日光照的厚叶木莲较生长在全日光照和20%日光照的有较高的Γ*和Rd．表明厚叶木莲生长在40%日光照下能促进光下线粒体呼吸．而生长在20%日光照的则有较低的Rd．生长在40%日光照的厚叶木莲较生长在全日光照和20%日光照下的有较高的Vcmax和Jmax．不同光强下生长的厚叶木莲有不同的Jmax和Vcmax比值,光强的变化可能改变Vcmax和Jmax的平衡．40%日光照有利于增高Jmax．在较高光强的全日光照下生长和在较低光强的20%日光照下生长的植株,气孔对空气CO2浓度和相对湿度变化的敏感度较生长在40%日光照的高．生长光强改变气孔对一些环境因子的敏感度．结果表明,40%日光照的环境可能最适应于厚叶木莲异地迁移种植．图2表5参15     

一株对硫磷降解菌的诱变复壮研究

从长期施用对硫磷的土壤中筛选分离出1株能以对硫磷为唯一C源的菌株D10,研究微生物对有机磷农药的降解作用.鉴定表明,D10为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)微生物,该菌株对农药对硫磷的最大耐受质量浓度为1 800 mg/L,但D10对农药对硫磷的降解率仅为25%.本文通过D10诱变复壮试验提高对硫磷降解率,结果表明,经紫外线(18 W)辐照10 s后,D10对农药对硫磷降解率提高至49.1%; 用0.8%盐酸羟胺溶液振荡处理30 min后,降解率为69.6%; 用60%土壤浸出液振荡培养48 h后,降解率为53.9%.对D10进行上述条件下的复合诱变,对硫磷降解率可达到82.8%.高效降解菌的选育为提高微生物对农药的降解奠定了基础.此外,通过改进有机磷农药萃取的前处理方法,使紫外分光光度法检测简便、精确,与气相色谱法检测结果拟合较好,具有一定实用价值.     

改性聚丙烯酰胺固定化苯酚降解菌的研究

利用自制的改性聚丙烯酰胺为载体包埋苯酚降解菌,考查了该载体对细胞性能的影响,比较了4种固定化方法--改性聚丙烯酰胺法、聚丙烯酰胺法、海藻酸钙法和聚乙烯醇-海藻酸钙法包埋微生物细胞的优劣.实验结果表明,单体丙烯酰胺经改性后制得的改性聚丙烯酰胺对微生物细胞活性无影响.以其为载体固定苯酚降解菌,其细胞相对活性比聚丙烯酰胺法高出了42.4%;比海藻酸钙法高出了16.4%;比聚乙烯醇.海藻酸钙法高出了44.3%,表明改性聚丙烯酰胺包埋细胞更有利于细胞的增殖和活性恢复.重复应用实验表明,改性聚丙烯酰胺法得到的细胞凝胶,机械强度好,有弹性,可多次重复利用.改性聚丙烯酰胺作为细胞固定化载体其优点是交联速度快、聚合放热温度低、在侧链发生交联反应、抗水解能力强、无毒、凝胶寿命长.     

一株架桥细菌的共凝集能力及强化生物膜反应器效能的研究

测定了架桥细菌Bacillus cereus G5与活性污泥中分离得到的13株土著细菌及3株复杂有机物降解菌配对组合后的共凝集能力和成膜能力.结果表明:凝集2 h和20 h时的共凝集率分别达到40%~70%和55%~80%;架桥细菌与其中15株细菌混合培养时的生物膜形成量高于单菌培养时的生物膜量.这表明在废水处理系统外G5能与土著菌和降解菌发生较强程度的共凝集,并可促进多数菌株生物膜量的增加.进一步考察了G5与3,5-二硝基苯甲酸降解菌Comamonas testosterone A3投加到序批式生物膜反应器(SBBR)中的生物强化效果.32 d的运行结果表明,同时投加A3与G5菌株的反应器,24 h时出水中3,5-二硝基苯甲酸由100.0 mg·L-1降解至10.1 mg·L-1,降解最快;3,5-硝基苯甲酸负荷由100 mg·L-1增加到1000 mg·L-1的运行过程中,平均降解率稳定在65.0%~88.1%的范围内,表现出最强的抗冲击能力;生物膜量在1.4~2.0 mg·cm-2之间,比其他两组反应器同期时的生物膜量略高.表明在废水处理系统内Bacillus cereus G5亦可能通过其广泛的共凝集能力,促进反应器中生物膜的形成,并辅助降解菌以自固定化方式定殖于生物膜,从而表现出快速的生物强化作用和较强的抗冲击能力.