Effects of iron oxide nanoparticles on phenotype and metabolite changes in hemp clones (Cannabis sativa L.)

● Fe₃O₄ NPs increased the biomass and chlorophyll content of hemp clones. ● Fe₃O₄ NPs penetrated and were internalized by root cells. ● Fe₃O₄ NPs induced the alteration of metabolite profiles in hemp leaves. ● The psychoactive compound THC in hemp leaves was significantly down-regulated. We investigated the effect of iron oxide nanoparticles (Fe₃O₄ NPs, ~17 nm in size) on the phenotype and metabolite changes in hemp (Cannabis sativa L.), an annual crop distributed worldwide. Hemp clones were grown in hydroponic cultures with Fe₃O₄ NPs (50, 100, 200, or 500 mg/L) for four weeks. TEM and ICP-MS were used to determine Fe₃O₄ NPs uptake and translocation. LC-MS-based metabolomics was employed to explore the deep insight into the effect of Fe₃O₄ NPs on hemp plants. The results revealed that plant growth enhanced gradually with increasing concentrations of given NPs up to 200 mg/L, which improved the fresh weight and dry weight by 36.13% and 74.68%, respectively, compared to the control. Even at a high dose (500 mg/L), Fe₃O₄ NPs promoted plant growth, including increased biomass and tissue length. NPs significantly increased the iron and chlorophyll content in plant tissues Increased catalase activity and reduced hydrogen peroxide content in hemp leaves suggested that the Fe₃O₄ NPs activated the defense system. TEM showed that NPs were abundantly attached to the cell wall and dispersed throughout the root cells. Metabolomics revealed that Fe₃O₄ NPs induced metabolic reprogramming in hemp leaves, including the up-regulation of carbohydrates and organic acids, and down-regulation of antioxidants, especially tetrahydrocannabinol (THC). The significantly up-regulated metabolites, including peonidin and 2-hydroxycinnamic acid, could be involved in photosynthesis in hemp plants. These results demonstrate the potential of Fe₃O₄ NPs for promoting hemp growth and decreasing the THC content at low doses.     

纳米二硫化钼促进粪肠球菌中信息素诱导质粒介导的耐药基因接合转移

粪肠球菌是一种通常寄居在人和动物胃肠道中的机会致病菌,并广泛存在于环境中。其可通过基因的水平转移获得抗生素抗性。纳米二硫化钼(molybdenum disulfide, MoS_2)是一种新型的二维层状材料,有广泛的应用前景,但缺乏对纳米MoS_2完整的生物安全评价。本研究以粪肠球菌为接合模型,将纳米MoS_2加入接合体系中研究其对信息素诱导质粒pCF10接合转移的影响。研究发现,纳米MoS_2具有促进接合转移的作用,其中25 mg·L^(-1)的纳米MoS_2促进效果最明显,可以将接合频率提高5倍～8倍。因为纳米MoS_2良好的生物相容性对细胞膜通透性、细胞内活性氧水平和接合转移调控基因的表达都没有产生明显影响。纳米MoS_2具有吸附性能,而且又是片层状的结构,这使得其可以附着在细菌表面,促进细菌的聚集,进而促进pCF10质粒接合转移的发生。     

Effects of phosphorus-containing material application on soil cadmium bioavailability: a meta-analysis

Environmental Science and Pollution Research - Diverse phosphorus-containing materials (PCMs) were widely applied in remediation of cadmium-contaminated soils, and their effects on the change of...     

农业面源污染对我国农村地表水的影响与对策研究

基于2015—2021年我国农村地表水环境质量监测数据,分析了农村地表水环境质量状况特征;选取农业农村社会经济活动相关参数,与农村地表水中主要超标因子的超标比例进行了相关性分析;以2020年为基准年,对全国31个行政区,涵盖农村地表水水质状况、农业农村活动水平和污染压力、环境容量3个方面的9个指标进行了聚类分析。结果表明,我国农村地表水的变化趋势、季节特点和主要超标因子等表现出明显的农业面源污染特征;乡村人口、农业投入品使用量和经济作物种植比例等参数与主要超标指标具有较强的相关性（R＞0.9）;聚类分析将全国31个行政区划分为7种不同的农业面源污染类型。提出,应根据不同地区农业面源污染特点,因地制宜地推进标准化规模养殖、畜禽粪污资源化利用、化肥减量行动、高效低风险农药推广等农业面源污染治理措施,进一步加大农村生活污水处理设施建设,同时,完善农村环境质量监测网络,加强农业面源污染监测和评估。     

基于16S rRNA测序技术的青藏高原河流细菌群落多样性

近年来由于气候变化和人类活动等影响,我国青藏高原生态系统面临退化风险.微生物作为河流生态系统的重要组成部分,能够反映流域的总体变化,是生态系统健康程度的指示器.为调查青藏高原河流生态系统的细菌群落多样性和组成特点,于2021年7月在青藏高原地区的黄河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江和柴达木盆地流域进行大范围水样采集,共收集样品65个,并基于16S rRNA技术对样品中细菌进行测序分析.结果表明,共检测出的细菌群落涵盖65门1 311属,各流域α多样性指数较高,说明青藏高原河流细菌的丰富度和多样性均处于较高水平.其中,表征物种丰富度的Chao指数和OTU richness指数均与SRP/TP的值有极显著负相关关系.门水平优势类群主要有变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、放线菌门(Actinobacteriota)和蓝细菌门(Cyanobacteria);纲水平优势类群主要有γ-变形菌纲、拟杆菌纲和α-变形菌纲;属水平优势群主要有Flavobacterium和Limnohabitans.通过主坐标分析(PCoA)和置换多因素方差分析(Adonis...     

我国环保投入财税政策的现状及启示

分析了我国环保投入财税政策的现状,对比国内外相应政策,指出现阶段我国环保财政存在投入仍然不足、投资结构不合理、财税政策对促进环保投入的效果不明显等问题;总结国外经验,提出应加大财政资金投入、综合运用多种财政工具以及深化环保税收政策的改革等对策,以促进我国环保产业稳健、迅速发展。     

五大连池水体氮和磷代谢相关的微生物类群分异特性

为阐明东北典型湖库水体中与氮和磷代谢相关的微生物类群的时空分布及其与主要水质指标的相互关系,以五大连池为重点研究对象,调查水体中4种细菌生理类群——AB(氨化细菌)、DNB(反硝化细菌)、OPB(有机磷分解菌)和IPB(无机磷溶解菌)的分布特征.结果表明:4种细菌生理类群数量季节变化规律明显,其中AB,OPB和IPB均在夏季达到峰值,平均值分别为2.8×105,1.1×104和1.6×104 CFU/mL,而DNB的数量则是在秋季相对较高,平均值为1.3×103 mL-1;同时不同点位之间微生物类群的分布也存在一定的差异性.微生物类群与相关水质指标之间的统计分析表明,水体中AB的数量与ρ(TN)和ρ(NH3-N)密切相关,相关系数(r)分别为0.813(P<0.05)和0.933(P<0.01);OPB和IPB的数量与ρ(TP)呈显著正相关;相比ρ(NO3--N)而言,DNB与ρ(NO2--N)之间的相关性更为明显(r=0.846,P<0.05).      

含钛高炉渣合成复合肥料及大豆栽培实验研究

以含钛高炉渣为原料采用加热法制备肥料,以提高其溶解性能,使其中的营养元素转化为易被植物吸收利用的形式,并通过栽培实验研究了肥料对大豆生长状况、性状、产量和营养成分的影响。结果表明:炉渣中Mg、Ti、Fe的溶出率分别为88%、84%和75%,肥料中可被植物有效利用的元素有氮、硅、硫、钙、镁、铁和钛。该肥料可以使大豆产量、百粒重和叶片叶绿素含量明显增加;生育期缩短2 d;籽粒的氮、磷和钾含量显著增加,蛋白质和淀粉含量增加。施用该固态复合肥并未导致钒和铬等重金属元素在大豆体内的富集。     

玉米赤霉烯酮暴露对秀丽线虫生殖系统的损伤作用

环境雌激素玉米赤霉烯酮(ZEN)的生态安全性近年来受到越来越多的关注。以秀丽隐杆线虫(Caenorhabdites elegans)为模式生物研究ZEN对线虫的生殖损伤作用。在DIC显微镜下观察,48 h暴露后与对照组相比,暴露组线虫性腺臂明显萎缩,卵母细胞数目和大小均受到显著影响(P0.01),并且可见部分暴露组线虫产卵器严重畸形。这均表明ZEN暴露对秀丽隐杆线虫生殖系统的发育和功能可产生损害作用。