铝胁迫下外源钙对外生菌根真菌抗氧化保护酶活性的影响

采用液体培养方法,研究了4个不同菌株(Bo 02、Bo 15、Pt 715和Sl 08)的抗铝性及其在铝胁迫下加入0、0.25、0.5、1.0 mmol.-1L-1Ca2+处理后抗氧化保护酶活性的变化,旨在了解钙在缓解外生菌根真菌铝毒方面的作用.结果表明,不同菌株抗铝性不同,Pt 715和Sl 08的抗铝性强于Bo 02和Bo 15.铝胁迫可显著提高外生菌根真菌Bo 02 CAT和SOD活性、Bo 15SOD活性、Sl 08 CAT和POD活性,说明外生菌根真菌中这几种酶活性的提高与铝毒胁迫密切相关.4个菌株中,Bo 02酶活性对外源钙最敏感,外源钙对Bo 02铝胁迫的缓解作用最好.较高浓度的钙(≥0.5 mmol.L-1)可缓解或消除Sl 08铝胁迫造成的抗氧化酶活性上升.     

铝和锰对外生菌根真菌生长、养分吸收及分泌作用的影响

在强酸性土壤和铝锰矿墟上,铝和锰是影响森林生长和植被恢复的主要限制因子,研究它们对外生菌根真菌的影响,筛选优良的抗性菌株,可为开展污染土壤生物修复提供技术支撑及理论依据.试验采用纯培养技术研究了Al3+、Mn2+单独或共存对褐环乳牛肝菌13(Suillus luteus 13,Sl 13)、土生空团菌04(Cenococcum geophilum 04,Cg 04)、彩色豆马勃715(Pisolithustinctorius 715,Pt 715)这3株外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌的影响.结果表明,Mn2+使Sl 13、Cg 04、Pt 715的生物量分别降低了70.35%、52.44%和18.55%;Al3+使Sl 13的生物量下降50.74%,但增加Cg 04的生物量;Al3+和Mn2+共存对3种菌株生长均有协同抑制作用,但对Pt 715的抑制最小,表明Cg 04抗铝,Pt 715对铝、锰的单独污染和复合污染均有较强的抗性.Al3+和Mn2+抑制外生菌根真菌吸收养分,对Sl 13的抑制作用显著大于Pt 715和Cg 04;但提高3个菌株的草酸和H+分泌速率,增加其分泌量,两者共存对Cg 04草酸分泌速率具有协同促进效应,Pt 715不仅能分泌草酸而且还分泌丁二酸.因此,抗性强的外生菌根真菌可通过分泌较多的有机酸络合Al3+和Mn2+而缓解其毒害.     

外生菌根真菌对Al3+胁迫和低钾土壤的响应

酸铝危害和土壤贫瘠是热带和亚热带森林衰亡的主要原因之一,外生菌根真菌抗铝毒和活化土壤养分有益于防止森林退化和提高森林生产力.试验在Al3+胁迫条件下,以彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,Pt 715)、褐环乳牛肝菌(Suillus luteus(L.:Fr.)Gray,Sl 13)和亚褐环乳牛肝菌(Suillus subluteus(Peck)Snell ex Slipp&Snell,Ss 00)等3株外生菌根真菌为材料,土壤为钾源,采用培养试验研究了它们的生长、有机酸和H+分泌,以及对土壤钾的利用.结果表明,在Al3+胁迫和缺钾下,3株外生菌根真菌的生长,氮、磷、钾吸收,以及有机酸和H+分泌均受Al3+浓度的调节.在Al3+浓度较低时,它们随浓度的增加而提高,到达峰值后又随Al3+浓度升高而降低.抗Al3+性较强的菌株出现峰值时的Al3+浓度高,反之亦然.Pt 715的生物量和氮吸收量达到峰值时的Al3+浓度分别是Ss 00和Sl 13菌株的4倍和2倍,磷钾吸收和有机酸及H+分泌量也显著高于Ss 00和Sl 13.此外,3株菌株均能利用土壤矿物结构钾,Pt 715、Ss 00和Sl 13对矿物结构钾的分解率分别高达2.10%、1.43%和1.17%,其利用能力与有机酸分泌的种类、数量和H+分泌量有关.     

直接大红4BE染料吸附脱色真菌的分离及特性研究

通过梯度富集培养,筛选到一株偶氮染料直接大红4BE吸附脱色真菌HS-DY08,该菌在基础培养基中,30℃、150r/min条件下,24h内对浓度为30mg/L的直接大红4BE的吸附脱色率达92%。脱色液动态扫描结果显示,随着HS-DY08菌株对染料的吸附脱色降解,直接大红4BE的吸收峰(526nm)明显降低,中间产物(325nm)的吸收峰逐渐升高,且染料吸附过程中菌体生长量增加,表明菌株对染料的吸附脱色过程中伴随着对染料的生物降解和利用。不同的共基质底物对直接大红4BE吸附脱色能力的促进作用依次为:PDB>葡萄糖>蛋白胨>NH4Cl。结合形态特征及显微观察结果,初步鉴定HS-DY08为青霉属(Pemnicillium sp.)。     

外生菌根真菌对五氯芬的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了7种外生菌根真菌--美昧牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色腊蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum 8cabrum)、红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)、大毒滑锈伞(Heboloma crustulinifoume)和长柄粘滑菇(Hebeloma longicaudum)在不同五氯酚浓度下的生长速度和耐受性,筛选出具有降解五氯酚潜力的3种外生菌根真菌--铆钉菇、双色腊蘑、褐疣柄牛肝菌;考察了这3种外生菌根真菌在五氯酚胁迫下的生长模式,并采用点试方法对真菌氧化还原酶的产生情况进行了检测.结果表明:低浓度(≤10mg·L-1)条件下,五氯酚并没有改变菌种的生长模式,其中铆钉菇表现出了对五氯酚较强的耐受性,而在较高浓度下(15mg·L-1),所有菌种生长均受到抑制.酶点试结果表明,铆钉菇是3种外生菌根真菌中氧化还原酶活性最强且种类较多的菌种,它表现出较高的漆酶、酪氨酸氧化酶和过氧化物酶活性,是一种具有高效降解芳环结构污染物潜力的菌根真菌.     

湿生环境中丛枝菌根(AM)对香蒲耐Cd胁迫的影响

湿生植物在城市景观绿化和美化中应用越来越多,但也经常遭遇环境污染胁迫的问题.大量研究证实丛枝菌根(AM)可提高陆生植物耐受环境污染胁迫的能力,但对湿生植物的影响却鲜有认识.通过水培实验,探索接种AM真菌(Glomus etunicatum)对香蒲(Typha latifolia)耐受Cd2+(0、2.5、5.0 mg·L-1)胁迫的影响,旨在为评估菌根技术能否用于提高湿生植物抗耐环境污染胁迫的能力提供参考.结果表明,在湿生环境中AM真菌可与香蒲建立良好的共生关系,侵染率高于30%,但菌根化香蒲移入水溶液1个月后侵染率均呈下降趋势,最大下降25.5%(P0.05).AM增加了香蒲子叶的色素含量和POD酶活性,提高了根系的泌氧速率,但仅显著促进了5 mg·L-1Cd2+下香蒲的生长.虽然高浓度Cd2+抑制了香蒲的生长且侵染率下降,但AM仍能促进两个Cd2+浓度下香蒲对Cd的吸收,地上、地下部Cd含量最大增加40.24%和56.52%.本研究表明,AM具有增强湿生植物抗耐和修复环境重金属污染的潜力.     

水稻根表铁膜中Fe、Al、P的微区分布

实验采用营养液培养法,进行了缺磷和Fe~(2+)诱导,形成相同厚度铁膜后进行了铁膜成分和铝毒缓解机理研究。结果显示铁膜的主要成分Fe(Ⅲ),约占总铁量的77%～84%,且水稻根表铁膜可以作为磷库促进水稻对磷的吸收。根表铁膜中Fe、P含量与根系Al和根表铁膜中Al含量相关性分析显示,根表铁膜促进了根系对Al的吸收。Ⅱ优3027根尖Al含量明显小于红良优166,表明缺磷和Fe~(2+)形成的铁膜不能阻止根系铝的吸收,耐性基因型根尖的预饱和作用能缓解一定铝毒。而铝敏感型水稻根表P对根表Al的吸附具有抑制性,暗示了铝敏感型水稻P对缓解Al的作用机理。     

耐受铅真菌的筛选及其对Pb2+吸附的初步研究

从铅锌矿周围土壤样品中分离、筛选出一株耐铅真菌(命名为PY),对菌株进行了形态观察、生理生化实验及18SrRNA序列分析,并对该菌株的生物吸附性能进行了分析试验.结果表明,菌株PY为镰刀菌属(JQ267373),该菌株在Pb2+浓度550mg·L-1、湿菌量10g·L-1、pH=5.5、25℃、160r·min-1的条件下振荡吸附75min时,对Pb2+的吸附率可达到84%,吸附量为46.2mg·g-1.在Pb2+浓度为750mg·L-1时,其吸附率为77.9%.在25℃时,菌株PY对Pb2+的吸附模型符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程.     

酸沉降对马尾松菌根共生蛋白及营养关系影响

研究模拟酸雨及不同Ｃａ／Ａｌ比对马尾松（Ｐｉｎｕｓｍ ａｓｓｏｎｉａｎａ Ｌａｍ ｂ．）菌根中真菌与植物共生及营养关系的影响,在分子水平上揭示污染对生物的作用和生物抗性机理．当ｐＨ２０ 的模拟酸雨与铝共同作用时,马尾松菌根中酸性磷酸酶、硝酸还原酶以及海藻糖酶和甘露醇脱氢酶活性明显下降,即ｐＨ２０ 的模拟酸雨及铝离子对马尾松幼苗根的磷、氮吸收以及两共生生物之间的营养物质交换过程产生了影响,且铝离子在ｐＨ值低的情况下毒性作用更强;而钙能有效地缓解铝的毒性⒚在本实验中当Ｃａ／Ａｌ比为１／１ 时,缓解能力最强;在接种外生菌根真菌彩色豆马勃（Ｐｉｓｏｌｉｔｈｕｓｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ）后,马尾松幼苗根部酶活性仍能保持一定水平,植物对模拟酸雨及铝毒的抗性增强．菌根形成初期,经等点聚焦电泳后分离出在植物及真菌纯培养中均不存在的共生蛋白,其等电点为４７０,经ｐＨ２０的模拟酸雨处理后该蛋白仍存在     

外加不同铁源和丛枝菌根对砷污染土壤上玉米生长及磷、砷吸收的影响

通过盆栽模拟试验研究了添加不同铁源及接种丛枝菌根真菌(Arbuecular mycorrhizal fungi,AMF)对高砷污染土壤上玉米生长及其吸收磷、砷、铁、锰、铜和锌的影响.试验结果表明,与对照相比,添加硫酸亚铁并接种AMF显著地提高了土壤有效铁、锰含量,降低了土壤中水溶性砷、磷含量以及玉米地上部砷的含量,并极大地增加了植株对磷的吸收,提高了植株体内磷砷吸收量之比,从而明显地改善了植株的菌根建成和生长状况.在不接种情况下,硫酸亚铁和石灰混合处理显著地降低了土壤水溶性砷、磷含量及根系砷含量,并明显增加了磷的吸收以及磷、砷吸收量的比值,使玉米植株生物量和根长增加的幅度较其它铁源处理时更大.尽管添加铁尾矿砂增加了土壤水溶性磷的含量以及植株磷的吸收而在一定程度上改善了玉米的生长,但这种效果以不接种时更为明显,因而有必要根据土壤的污染程度调整铁尾矿砂的添加量和接种抗性菌株,以强化植物的抗砷能力.     

模拟酸雨对南方土壤硅铝释放的影响

通过模拟酸雨淋溶实验,分析了淋溶液pH值和硅铝离子释放规律和特点的关系．结果表明,模拟酸雨的酸度是决定土壤中硅铝淋溶释放量的主要因素．当pH＞3.0时释放量增幅较为缓慢,而pH＜3.0以后释放量骤增．土壤溶液中H⁺浓度的增加,使得以水解反应为主要过程的土壤矿物的风化作用加强,从而使硅铝释放量增大.     

离子强度、pH值和Ca2+/Al3+对马尾松幼苗的铝毒影响

测定了在不同溶液酸度、不同离子强度和Ca²⁺/Al³⁺比下,铝对马尾松幼苗生长状况的影响。结果表明,溶液酸度增加,离子强度减小时,铝的毒害作用增大。钙对铝毒有明显缓解作用,当Ca²⁺/Al³⁺增大时,铝的毒性减小,但其缓解作用与铝浓度有关,当铝浓度增加,钙的缓解能力下降。     

模拟酸雨对水稻叶片质膜H+-ATPase活性与胞内Ca2+浓度的影响

在水培条件下研究了模拟酸雨(pH=2.5～5.5)对水稻叶片胞内Ca2+浓度和质膜H+-ATPase活性的影响.结果表明:与对照组(CK)相比,酸雨处理5 d(胁迫期)后,pH=5.5和5.0处理组的水稻叶片胞内H+浓度、质膜H+-ATPase活性、胞内Ca2+浓度、质膜Ca2+-ATPase活性无显著变化;pH=4.0和3.5处理组各指标显著升高,且H+-ATPase活性随Ca2+浓度升高而上升;pH=3.0和2.5处理组各指标显著降低,此时胞内Ca2+缺失,对H+-ATPase活性的调节作用受到限制.经正常条件培养5 d(恢复期)后,pH=4.0和3.5处理组各指标均恢复至CK的处理水平,表明H+-ATPase活性受到Ca2+调控已恢复到正常;pH=3.0和2.5处理组的Ca2+浓度高于CK及胁迫期,H+-ATPase活性低于CK但高于胁迫期,表明H+-ATPase活性受Ca2+调控得到部分恢复.因此,酸雨胁迫下胞内Ca2+对质膜H+-ATPase活性有一定调节作用,且受酸雨强度的制约.     

Al3+对序批式生物膜反应器(SBBR)中污泥脱氢酶活性(DHA)和胞外聚合物(EPS)的影响

通过向序批式生物膜反应器(SBBR)中投加氯化铝,研究了化学协同生物除磷过程中Al~(3+)对污泥脱氢酶活性(DHA)、胞外聚合物(EPS)及系统处理效果的影响.结果表明,氯化铝投加量少于0.1 mmol·L~(-1)时,Al~(3+)对微生物的活性有促进作用,多于0.1 mmol·L~(-1)的Al~(3+)对其活性有明显的抑制作用.氯化铝投加量少于0.1 mmol·L~(-1)时,Al~(3+)能够促进EPS中多糖(PS)和蛋白质(PN)的分泌,多于0.1 mmol·L~(-1)的Al~(3+)则只促进多糖的分泌,但对EPS的分泌总量没有影响.Al~(3+)会使污泥的SVI值显著降低,大大改善其沉降性能.MLSS、MLVSS基本上是随着Al~(3+)投加量的增加而增大,MLVSS/MLSS随着投药量的增加先减小后增大再减小.Al~(3+)对COD和TN的去除具有轻微抑制作用,但对TP的去除具有显著的改善作用.当Al~(3+)的投加为0.5 mmol·L~(-1)时,TP的去除效果最好,出水浓度仅为0.44 mg·L~(-1),满足一级A排放标准.此时,TP的去除率为92.7%,比不加药时提升了10.2%.     

镉处理对大豆幼苗生长及激素含量的影响

采用室内培养试验,通过测定植株生理生化指标,研究了不同浓度Cd²⁺处理对大豆幼苗生长及激素含量的影响.结果表明:①不同浓度Cd²⁺处理对大豆幼苗地下部生长素(IAA)和赤霉素(GA₃)的合成有抑制效应,对地上部生长素(IAA)和赤霉素(GA₃)的合成具有低浓度下的刺激效应和高浓度下的抑制效应;对地下部、地上部玉米素(Z)和脱落酸(ABA)的合成均有刺激效应.②Cd²⁺处理84h对大豆幼苗根系活力、叶绿素a和叶绿素b的合成有刺激效应,对类胡萝卜素的合成无影响.③Cd²⁺处理对过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量具有低浓度下的抑制效应和高浓度下的激活效应,且随着Cd²⁺浓度的增加激活效应逐渐加强.④短时间、低浓度Cd²⁺胁迫可刺激大豆幼苗的生理活性,以Cd²⁺处理浓度为0.50 mg/L时,大豆幼苗根系活力最大,IAA和GA₃含量最高,POD活性最低,植物生理活性最强.     

钙信号对镉诱导河南华溪蟹细胞凋亡的调控

以河南华溪蟹(Sinopptamon henanense)为研究材料,采用生理生化和酶学组织化学等方法,通过不同时间(12、24、48、72和96 h)不同镉浓度(0、14.5、29、58 mg·L-1)处理,首先研究了镉对肝胰腺细胞内钙调素(CaM)含量、钙ATP酶(Ca2+-ATPase)活性和细胞凋亡的影响;然后用Ca2+抑制剂EGTA和LaCl3预处理河南华溪蟹后再进行镉处理,以分析Ca2+信号对镉诱导肝胰腺细胞凋亡的影响.结果显示,镉处理引起肝胰腺细胞CaM含量和Ca2+-ATPase活性显著升高,并且Caspase-3和Caspase-9被激活.用Ca2+抑制剂EGTA和LaCl3预处理华溪蟹4 h后,再用镉处理48 h,镉诱导的肝胰腺细胞Caspase-3和Caspase-9活性上升都被阻断.结果表明:镉处理引起河南华溪蟹肝胰腺细胞Ca2+浓度发生变化,并通过CaM等信号分子调控Caspase-3/9活性,进而引发细胞凋亡.     

Flocculating characteristic of activated sludge flocs: Interaction between Al3+ and extracellular polymeric substances

Aluminum flocculant can enhance the flocculating performance of activated sludge.However,the binding mechanism of aluminum ion(Al 3+) and extracellular polymeric substances(EPS) in activated sludge is unclear due to the complexity of EPS.In this work,threedimensional excitation emission matrix fluorescence spectroscopy(3DEEM),fluorescence quenching titration and Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR) were used to explore the binding behavior and mechanism between Al 3+ and EPS.The results showed that two fluorescence peaks of tyrosineand tryptophan-like substances were identified in the loosely bound-extracellular polymeric substances(LB-EPS),and three peaks of tyrosine-,tryptophanand humic-like substances were identified in the tightly boundextracellular polymeric substances(TB-EPS).It was found that these fluorescence peaks could be quenched with Al 3+ at the dosage of 3.0 mg/L,which demonstrated that strong interactions took place between the EPS and Al 3+.The conditional stability constants for Al 3+ and EPS were determined by the Stern-Volmer equation.As to the binding mechanism,the-OH,N-H,C=O,C-N groups and the sulfurand phosphorus-containing groups showed complexation action,although the groups in the LB-EPS and TB-EPS showed different behavior.The TB-EPS have stronger binding ability to Al 3+ than the LB-EPS,and TB-EPS play an important role in the interaction with Al 3+.