萘胁迫对金鱼藻生理特性的影响

为探讨NAP(萘)对金鱼藻的毒性及其机理,采用1/10Hoagland营养液水培法,研究了ρ(NAP)分别为1.25、2.5、5、10、20和40mg/L下金鱼藻中w(叶绿素)、w(可溶性蛋白)、w(GSH)(GSH为还原型谷胱甘肽)、MDA(丙二醛)含量及SOD(超氧化物歧化酶)和POD(过氧化物酶)活性的变化. 结果表明,在ρ(NAP)为1.25和2.5mg/L时,金鱼藻的各项生理活动与对照组基本没有显著差异(P>0.05). ρ(NAP)越高,对金鱼藻的毒性越大,当ρ(NAP)达40mg/L时,金鱼藻的生理活动受到显著影响(P<0.05). 在胁迫后期(第5、7天),随着ρ(NAP)的增加,w(叶绿素)、w(可溶性蛋白)以及SOD活性均有不同程度的下降,同时w(GSH)和MDA含量上升,膜脂过氧化加剧. 说明w(叶绿素)、MDA含量和SOD活性等是金鱼藻对萘胁迫较为敏感的参数,能表征萘胁迫的毒性.      

共存污染物对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响

基于污染物分子本身的特性,实验研究了2种典型的有机污染物--1,4-二氯苯和苯胺对1,2,4-三氯苯在CTMAB-膨润土上吸附的影响.分别用CTMAB-膨润土和预负载了共溶质1,4-二氯苯和苯胺的CTMAB-膨润土对1,2,4-三氯苯进行了等温吸附和动力学实验.结果表明,当固定共溶质初始浓度时,对于以上2种吸附体系,在主溶质浓度较低时,非极性共溶质1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的吸附有抑制作用,浓度较高时抑制作用逐渐消失.而对于极性共溶质苯胺来说,则是在混合吸附体系中与1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯吸附等温线的影响一致,而对于预负载体系,苯胺则在整个浓度范围内促进1,2,4-三氯苯的吸附.对于改变共溶质初始浓度的混合吸附体系,随着共溶质浓度的逐渐增大,1,4-二氯苯对1,2,4-三氯苯的抑制作用逐渐增强,最终达到稳定;苯胺则是在较低浓度时抑制1,2,4-三氯苯的吸附,随后抑制作用逐渐减小,最后甚至促进了1,2,4-三氯苯的吸附.在竞争吸附动力学实验中,除了预负载苯胺的体系中共溶质不影响1,2,4-三氯苯吸附速率外,对于其它竞争吸附体系,1,2,4-三氯苯的吸附速率都有所下降.     

UV-B辐射增强与1,2,4-三氯苯污染复合胁迫对青菜生长的影响

采用盆栽实验,分析了单一UV-B辐射增强或1,2,4-三氯苯(TCB)污染土壤与两种胁迫复合作用对青菜生长发育、气孔阻力及叶片结构的影响.结果表明,单一1,2,4-TCB污染对青菜生长发育的抑制作用大于两种胁迫复合作用.UV-B辐射增强和1,2,4-TCB污染均显著增加青菜叶片正面和反面气孔阻力.UV-B辐射增强使青菜叶片产生白化现象.1,2,4-TCB污染使叶片颜色变淡,并使青菜叶片表面出现黑斑症状,且UV-B辐射增强使黑斑症状加剧.总之,单一增强UV-B辐射或1,2,4-TCB污染及其复合作用对青菜各生长发育指标的影响结果不同.     

碳纳米管负载TiO2对1,2,4-三氯苯的光降解研究

碳纳米管负载TiO2复合光催化剂与纳米TiO2光催化剂对1,2,4-三氯苯的光催化降解效果,及降解动力学的研究结果表明,复合光催化剂比纳米TiO2有更好的光催化降解效果,经254 nm紫外光辐照60 min后,使用复合光催化剂的1,2,4-三氯苯降解了70%,而使用纳米TiO2为催化剂的1,2,4-三氯苯仅降解了51%...     

1,2,4-三氯苯降解菌的分离及其降解质粒的研究

 以1,2,4-三氯苯为唯一碳源,从天津化工厂氯苯生产车间的土壤中分离到1株1,2,4-三氯苯的降解菌THSL-1.通过形态观察和16SrDNA序列测定,该菌株被初步鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri).经质粒检测,在菌株THSL-1中发现1条质粒条带,将所获得质粒转化到E.coli.JM109中,转化子能以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长,且对1,2,4-三氯苯有降解作用.因此,可以认为该质粒携带降解1,2,4-三氯苯的基因.选用HindIII、BamHI、XholI3种限制性内切酶分别对质粒pTHSL-1进行单酶切、双酶切,最终确定质粒平均大小为40.2kb.     

1,2,4-三氯苯对大蒜根尖分生细胞有丝分裂的影响

以大蒜根尖分生细胞为材料研究1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对有丝分裂的影响.结果表明,1,2,4-TCB使大蒜根尖分生细胞有丝分裂指数下降,且呈现明显的剂量-效应和时间-效应关系;1,2,4-TCB使有丝分裂前期细胞所占比例相对增加,中期、后期、末期细胞相对减少;与后期、末期相比,中期细胞的减幅更大;1,2,4-TCB各处理组的微核细胞发生率与对照组相比均没有统计学差异;双核细胞发生率在高浓度处理组与对照组相比,有极显著性的统计学差异(p＜0.01),并呈现一定的剂量-效应和时间-效应关系.研究表明,1,2,4-TCB对大蒜根尖分生细胞有丝分裂具有阻滞作用,并诱发有丝分裂异常的显著升高.     

稀土元素镧对金鱼藻生长生理及细胞叶绿体结构的影响

研究了稀土元素镧对金鱼藻叶绿素总量、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等代谢指标和细胞叶绿体亚显微结构的影响，以及金鱼藻对镧的吸收积累作用，结果表明，短期内低浓度（２－１１０ｍｇ／Ｌ）的镧对金鱼藻生长有一定刺激促进作用，但随处理时间的延长及处理浓度的提高，抑制作用明显增强，并破坏细胞叶绿体结构；金鱼藻对镧有较强的吸收积累能力。     

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L 剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L) 1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

氯苯类化合物的生物降解

经过2个月的驯化,从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯苯的4种微生物.通过测定该混合菌降解氯苯类化合物过程中的累积好氧量、微生物生长曲线及降解产物Cl^-的释放,证明在好氧条件下该混合菌能够以1,4二氯苯和1,2,4-三氯苯为唯一碳源和能源,降解产物Cl^-浓度的变化与微生物生长周期有关.通过好氧振荡瓶培养法测得3种氯苯的生物降解顺序为:1,4-二氯苯[356.7μg/(L·d)]>1,2,4-三氯苯[110.4μg/(L·d)]>六氯苯[～6μg/(L·d)],说明氯取代数越多,氯苯类化合物越难被好氧降解.     

稀土元素镧对金鱼藻生长生理及细胞叶绿体结构的影响

研究了稀土元素镧（Ｌａ）对金鱼藻（Ｃｅｒａｔｏｐｈｙｌｕｍｄｅｍｅｒｓｕｍ）叶绿素总量、抗坏血酸氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等代谢指标和细胞叶绿体亚显微结构的影响，以及金鱼藻对镧的吸收积累作用．结果表明，短期内低浓度（２—１１０ｍｇ／Ｌ）的镧对金鱼藻生长有一定刺激促进作用，但随处理时间的延长及处理浓度的提高，抑制作用明显增强，并破坏细胞叶绿体结构；金鱼藻对镧有较强的吸收积累能力     

金鱼藻附生生物初级生产力的研究

采用现场调查与模拟实验相结合的方法。白洋淀夏季优势沉水植物金鱼藻附生藻类的群落结构、现存量和光合作用速率,分析了附生生物对金鱼藻光合速率的影响,探讨了附生生物在湖泊草型生态系统和藻型生态系统相互转化过程中的作用。结果表明,白洋淀不同水域的营养盐浓度差异较大。东关码头区域营养盐较高水质较差,总氮(TN 6.02 mg/L)和总磷(TP 0.94 mg/L)均异常偏高;采蒲台水域营养盐水平较低水质较好,氮磷(TN 2.08 mg/L,TP 0.06 mg/L)的含量均较低;鸳鸯岛、寨南、圈头3个样点水体营养盐浓度介于东关码头与采蒲台之间。水质状况与附着藻类密度、多样性及对金鱼藻的光合抑制率密切相关,营养盐浓度低的采蒲台样点附着在金鱼藻上的藻类密度为134.5×104ind/L,经鉴定优势种为月形短缝藻(Eunotia lunaris):附着藻类的多样性指数为0.53,对其金鱼藻光合作用的抑制率仅为20.0%。而营养盐浓度高的东关码头水域附着藻类密度为375.7×104ind/L,多样性指数为0.52,通过镜检该样点附着藻类的优势种同为月形短缝藻,其对金鱼藻的光合抑制达到79.1%。研究发现在营养盐高的水域附着藻类对金鱼藻相对营养盐低的水域抑制率较高,附着藻类的多样性也相对较大。说明营养盐的高低对附着藻类的密度、多样性及其对金鱼藻的光合抑制率有密切联系。     

金鱼藻对5种水华微藻生长的抑制作用

采用共培养方法,研究了新鲜金鱼藻和其水溶性抽提液对颤藻、水华束丝藻、衣藻、实球藻和纤维藻等5种水华微藻生长的影响。在此基础上,分析了金鱼藻干粉末的甲醇提取物作用下5种水华微藻的生长。同时,研究了金鱼藻种植水的中/酸性-氯仿萃取物对5种微藻生长的影响。结果表明,共生条件下金鱼藻能显著抑制5种水华微藻的生长。第8天,20 g/L的新鲜金鱼藻和金鱼藻水溶性抽提液对5种水华微藻的生长抑制率超过42%。在4.8 g/L时,金鱼藻甲醇提取物对颤藻、水华束丝藻、衣藻、实球藻和纤维藻的生长抑制率分别为54.6%、46.1%、50.3%、52.1%和68.0%。金鱼藻种植水的中/酸性-氯仿萃取物均具有明显的抑藻活性。     

金鱼藻与铜绿微囊藻共生情况下的化感作用

研究了金鱼藻(Ceratophfllum demersum)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共生时二者之间的相互作用.通过追踪测定铜绿微囊藻的藻细胞密度、叶绿素a浓度、藻胆蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量,研究了金鱼藻对铜绿微囊藻的化感作用机制,以及铜绿微囊藻对金鱼藻生长的胁迫.结果表明,金鱼藻对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,作用96 h后藻细胞完全死亡;排除营养和光的竞争影响,认为抑制作用主要是由化感作用引起的.培养过程中,铜绿微囊藻叶绿索a和藻胆蛋白(包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和藻红蛋白)都有不同程度的损伤;作用末期,藻蓝蛋白的损伤程度最大,叶绿素a次之.藻细胞SOD活性以及MDA含量均呈先升高后降低的趋势.铜绿微囊藻对金鱼藻也有一定胁迫作用,使其生长量减少,叶绿素a、类胡萝卜素含量降低.     

Phytotoxicity of four herbicides on Ceratophyllum demersum, Vallisneria natans and Elodea nuttallii

The physiological effects of 4 herbicides (butachlor, quinclorac, bensulfuron-methyl and atrazine) on 3 submerged macrophytes (Ceratophyllum demersum, Vallisneria natans and Elodea nuttallii) were tested in laboratory conditions. The variables of the relative growth rate and the photosynthetic pigments content showed that all of the tested herbicides affected the growth of the plants obviously. The abnormal growth of the plants was observed in most treatment groups, even at the lowest concentration (0.0001 mg/L). Except for the C. demersum treated with quinclorac at 0.005 and 0.01 mg/L, the relative growth rates of the plants were inhibited significantly (p < 0.05). Statistical analysis of Chl-a content was carried out with both the t-test and one-way ANOVA to determine the difference between the treatment groups and control. The results showed that Chl-a contents of the plants in all treatment groups were affected by herbicides significantly, except for the C. demersum treated with bensulfuron-methyl at 0.0005 mg/L. The decrease content in Chl-a was positively correlated to the dosage of the herbicides in most treatment groups. It was suggested that herbicides in water body might potentially affect the growth of aquatic macrophytes. Since the Chl-a content of submerged macrophytes responded to the stress of herbicides sensitively and directly, it could be used as biomaker in environmental monitoring or in the ecological risk assessment of herbicide contamination.     

模拟酸雨引起水体pH下降导致Zn对金鱼藻的毒害

用模拟酸雨沉降方式研究了水体酸度增加条件下,50 mg@L -1Zn2+对金鱼藻的毒害,以探讨酸雨沉降下重金属对植物伤害的作用机理.结果表明,随着pH降低,金鱼藻的细胞膜透性增加,叶绿素含量和叶绿素a/b值逐渐降低,游离脯氨酸含量明显增加;O2与脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量,均随酸度增加而升高,且两者极显著性相关.在低pH下50 mg@L -1Zn对金鱼藻的胁迫过程中,过氧化物酶(POD)活性发生大幅度应激性升高;CAT活性则在pH3.5以下明显下降.金鱼藻对Zn的富集量在pH5.5时最高,随着酸度加大,富集量呈明显下降趋势.提示,酸度增加使Zn离子化程度升高,是Zn对金鱼藻细胞毒性趋于明显的直接原因之一.     

重碳酸盐胁迫下3种能源的生理特性及无机碳利用能力对比研究

以诸葛菜、芥菜型油菜和续随子为研究对象,通过模拟喀斯特高浓度HCO-3(10mmol/L)逆境,将植物生理生化、地球化学技术应用生物质能源领域,用于喀斯特边际土地能源植物的筛选。在210d的实验期内,定期测定三种植物叶片中脯氨酸、丙二醛、叶绿素、叶绿素荧光、光合日变化、碳酸酐酶活力、叶片稳定碳同位素组成和生物质产出。通过对比发现,HCO-3胁迫条件下,诸葛菜、芥菜型油菜较续随子更为敏感,但续随子的生长易受低温影响。结果表明,诸葛菜以较高的喀斯特适生性、高碳酸酐酶活力而表现出最高的无机碳利用能力,综合诸葛菜适宜的生物质产出可推荐其作为喀斯特边际土地生物质能源植物。     

Enhanced nitrate reduction in water by a combined bio-electrochemical system of microbial fuel cells and submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum

High nitrate(NO_3~-)loading in water bodies is a crucial factor inducing the eutrophication of lakes.We tried to enhance NO_3~-reduction in overlying water by coupling sediment microbial fuel cells(SMFCs)with submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum.A comparative study was conducted by setting four treatments:open-circuit SMFC(Control),closed-circuit SMFC(SMFC-c),open-circuit SMFC with C.demersum(Plant),and closed-circuit SMFC with C.demersum(P-SMFC-c).The electrochemical parameters were documented to illustrate the bio-electrochemical characteristics of SMFC-c and P-SMFC-c.Removal pathways of NO_3~- in different treatments were studied by adding quantitative~(15)NO_3~- to water column.The results showed that the cathodic reaction in SMFC-c was mainly catalyzed by aerobic organisms attached on the cathode,including algae,Pseudomonas,Bacillus,and Albidiferax.The oxygen secreted by plants significantly improved the power generation of SMFC-c.Both electrogenesis and plants enhanced the complete removal of NO_3~- from the sediment–water system.The complete removal rates of added~(15)N increased by 17.6% and 10.2% for SMFC-c and plant,respectively,when compared with control at the end of experiment.The electrochemical/heterotrophic and aerobic denitrification on cathodes mainly drove the higher reduction of NO_3~- in SMFC-c and plant,respectively.The coexistence of electrogenesis and plants further increased the complete removal of NO_3~- with a rate of 23.1%.The heterotrophic and aerobic denitrifications were simultaneously promoted with a highest abundance of Flavobacterium,Bacillus,Geobacter,Pseudomonas,Rhodobacter,and Arenimonas on the cathode.     

镉胁迫对白三叶萌发种子生理特性的影响

通过水培的实验方法,研究镉(Cd)胁迫对白三叶(Trifolium repens L.)萌发种子生理特性的影响。结果表明:随Cd浓度增加,白三叶萌发种子生物量逐渐下降,MDA含量上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)仍保持较高活性。Cd浓度在10~50μmol/L时,其MDA含量略微上升,SOD活性显著升高。Cd浓度在1 250μmol/L时,MDA含量显著上升,SOD活性下降但仍高于对照。抗坏血酸过氧化物酶(APX)在Cd浓度为10~250μmol/L时保持较高活性,1 250μmol/L时,其活性与对照相比有所下降。Cd处理下,白三叶萌发种子SOD、POD和CAT协同合作,有效清除其体内的活性氧(ROS),使MDA在一定Cd浓度范围内保持相对稳定,在减少其膜质过氧化损伤和增强其抗性等方面起重要作用,同时也说明白三叶在城市Cd污染土壤修复中具有良好的应用前景。