汞在酸性紫色水稻土的转化与水稻汞富集特征

采用盆栽模拟试验,对汞(Hg)及甲基汞(MeHg)在酸性紫色水稻土中不同水稻生长期的动态变化进行了研究,并分析对比了总汞(THg)和MeHg在水稻体中的富集特征.结果表明:在水稻生长期间,土壤总汞含量变化较小,MeHg含量随时间增加而增加,土壤MeHg/THg值的变化趋势和土壤中MeHg含量变化一致.完熟期THg在水稻中植株的分布状况为:根籽粒茎叶穗壳,MeHg的分布为:籽粒根茎叶穗壳.水稻植株中MeHg/THg均值为24.03%,大于土壤均值3.05%,说明水稻植株中具有较强的MeHg累积能力.在水稻生长周期内,水稻体内MeHg富集系数均值为8.16,远大于THg富集系数的均值2.31,且籽粒中的MeHg富集系数大于根、茎、叶,说明水稻对MeHg的富集能力强于THg,且籽粒更易于富集MeHg.水稻体内的MeHg的转移系数大于THg,且籽粒中MeHg的转移系数大于1,进一步说明MeHg比THg更易在水稻体内转移.     

耕作方式对紫色水稻土农田生态系统CH4和N2O排放的影响

以位于西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内1990年设立的长期免耕试验田为研究对象,采用静态暗箱/气相色谱法,对传统的冬水田平作（CT）及由其改良而成的水旱轮作（CTR）、厢作免耕（NTP）和垄作免耕（NTR）等农田生态系统CH4和N2O的排放进行了连续1 a的田间原位观测研究.结果表明,传统的CT处理中,CH4和N2O主要排放时期为水稻种植季,该时期的持续时间仅占全年的27.1%,但2种温室气体的总排放量分别占全年的77.6%和55.0%;耕作制度改良后,CH4排放降低而N2O排放增加.不同耕作方式下CH4的年平均排放通量[以CH4计,mg.（m2.h）-1]为CT（2.96±0.04）〉NTR（1.83±0.21）〉NTP（1.42±0.01）〉CTR（0.96±0.09）,CT处理的CH4排放极显著高于CTR和NTP处理（P〈0.01）,显著高于NTR处理（P〈0.05）;N2O的年平均排放通量[以N2O计,μg.（m2.h）-1]依次为CTR（123.6±47.1）〉NTR（115.2±22.1）〉NTP（100.5±25.8）〉CT（81.3±13.5）,CTR处理N2O的排放显著高于CT（P〈0.05）.通过对不同时间尺度（20、100及500 a）2种温室气体综合全球增温潜势（global warming potential,GWP）的计算,可以发现,改良后的3种耕作方式对CH4和N2O的综合GWP有一定的减排作用,无论时间尺度长短,4种耕作处理全年所排放的CH4和N2O所产生的综合GWP均为CT〉NTR〉NTP〉CTR.因此,耕作方式的改良对紫色水稻土农田生态系统中CH4和N2O综合GWP减排有着明显的效果.     

酸热絮凝法提取甘薯淀粉分离汁水中的蛋白质

甘薯淀粉加工过程产生大量的淀粉分离汁水,其中含有丰富的蛋白质。采用酸热絮凝法从甘薯淀粉分离汁水中提取蛋白质,通过单因素试验,选择pH、温度、离心时间和离心转速为变量,利用正交试验分析影响甘薯淀粉分离汁水蛋白质提取效果的因素主次和较佳工艺,采用集成装置进行工艺模拟试验,检验甘薯淀粉分离汁水蛋白质提取的效果,并分析技术和经济可行性。结果表明：在温度为100 ℃、pH为4.0、离心转速3 500 r/min和离心时间10 min条件下,甘薯淀粉分离汁水的TN和COD_Cr去除率分别达到76.79%和40.66%;集成装置的蛋白质回收率达到48.86%,回收的粗蛋白质粉的蛋白质含量（以干基计）为73.22%,满足动物饲料原料要求。此外,对于1个大中型甘薯淀粉企业,1 m³甘薯淀粉分离汁水通过回收蛋白质可以创造毛利润20.51元。

     

免耕生态系统中土壤动物对土壤养分影响的研究

对紫色水稻土自然免耕生态系统中土壤动物群落结构的变化及其对土壤养分的影响进行了调查研究。结果表明，水稻土免耕耕作制度有利于土壤动物的生长繁殖，并能改善土壤化学性质。土壤动物平均密度是垄作免耕〉垄作常耕〉平作免耕〉平作常耕。免耕土壤中有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量均分别高于常耕土壤。     

运动发酵单胞菌共表达α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶发酵甘薯生产乙醇

运动发酵单胞菌是乙醇发酵的极佳菌种,但其所能利用的发酵底物范围狭窄,不能利用淀粉作为发酵底物.为增加其利用底物的范围使其能够水解淀粉,本研究构建了3种表达淀粉酶的运动发酵单胞菌菌株:1)Zymomonas mobilis(pAmyE)表达α-淀粉酶;2)Z.mobilis(pGA)表达葡萄糖淀粉酶;3)Z.mobilis(pAmyGA)共同表达α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶.DNS法测定淀粉酶活显示,每种转化菌株的胞外淀粉酶活性均高于胞内,且两种淀粉酶共表达的酶活高于这两种淀粉酶单独表达的酶活之和,说明这两种淀粉酶能够协同作用降解淀粉.对于重组菌株Z.mobilis(pAmyGA),约59.3%的淀粉酶活性都在胞外检测到.用淀粉含量高且耐贮存的徐薯18匀浆加少量葡萄糖作为培养基直接用上述3个菌株发酵生产乙醇.结果显示,共表达α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶的重组菌株Z.mobilis(pAmyGA)的乙醇产量为54.7 g/L,达到了理论值的83.2%,表明本研究得到了能够直接高效利用淀粉生产乙醇的运动发酵单胞菌的菌株.     

紫色光合细菌捕获太阳能的分子机理

光合作用是地球上最重要的化学反应,生物体通过它捕获太阳能,转为化学能供生长繁殖需要.光合细菌是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的微生物,其光合反应中心是一个由多种色素分子与蛋白质以非共价键方式结合的、具有特定构象的色素-蛋白复合体-光反应中心RC(Reaction center)和LH(Light Harvesting),光能通过电荷分离及电子转移反应转化为化学能,其效率是当前人工模拟远远不能及的.本文综述了紫色光合细菌捕获太阳能的分子结构、作用机理的研究进展,并结合作者在R.sphaeroides LHII蛋白组份同源及异源基因表达方面的研究结果进行相应的分析,明确了Rhodobacter sphaeroides基因组中同源基因puc2BA的表达特点和功能,Rhodovulum sulfidophilum pucsBA与R.sphaeroides pufBA能够同时在R.sphaeroides中表达,能同时形成LHII和LHI,并具有能量传递功能.     

甘薯块根腐烂真菌的分离和鉴定

从腐烂甘薯块根中分离到4株丝状真菌,分别编号为SP-1、SP-2、SP-3和SP-4,它们都能在甘薯块根片上快速生长.将这4株真菌接种在PDA培养基上,观察其菌落形态和结构特征.提取4株菌的总DNA,利用真菌的18S rDNA通用引物进行扩增、克隆和测序,其18S rDNA序列的长度分别为1 810 bp、1 769 bp、1 768 bp和1 770 bp.将这些序列在GenBank中进行序列比对,获得的同源性较高的序列用于构建系统进化树.根据分子鉴定和形态观察的结果,SP-1菌株是匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)SP-1,SP-2是尖镰孢(Fusarium oxysporum)SP-2,SP-3是康宁肉座菌(Hypocreakoningii)SP-3,SP-4是肉座菌属(Hypocrea),命名为Hypocrea sp.SP-4.     

颗粒有机质对水稻镉吸收及转运的影响

采用盆栽试验,通过测定不同颗粒有机质(POM)添加量下土壤、POM中有机碳(POM-C)和Cd(POM-Cd)含量及水稻各部位Cd含量,研究了POM对紫色水稻土水稻镉吸收的影响及机制.结果表明:添加POM提高了土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、POM-C、POM-Cd、POM对Cd的富集系数和土壤有效Cd含量,在POM添加量达2. 5 g·kg~(-1)时可显著提高土壤POM-C和POM-Cd比例.添加POM提高了水稻植株生物量及Cd在水稻植株中的总累积量,但使水稻根Cd含量降低24%～42%,茎叶Cd含量提高9%～30%,籽粒Cd含量在POM添加量为0. 5 g·kg~(-1)和1. 0 g·kg~(-1)时分别降低了17%和36%,添加量为2. 5 g·kg~(-1)时提高了39%.添加POM对Cd在水稻根和茎叶中的分配不显著,但POM添加量较少时可抑制Cd从水稻茎叶向籽粒转运,POM添加达到一定量时,促进Cd从茎叶向籽粒转运,最终提高籽粒中Cd含量.相关分析结果表明,土壤有效Cd是影响茎叶Cd累积的主要因素,POM-Cd总量是影响籽粒中Cd累积的主要因素.因此,添加POM可通过改变土壤SOC、DOC、POM-C、POM-Cd及有效镉含量,影响水稻对Cd的吸收.     

紫色甘薯不同组织器官的同工酶研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,选用过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、细胞色素氧化酶（CYT）、淀粉酶（AMY）、酯酶（EST）、苹果酸脱氢酶（MDH）等6种同工酶系统对紫色甘薯叶片、叶柄、茎段和块根等部分组织器官进行了同工酶分析。结果表明,紫色甘薯不同组织器官的同工酶酶谱具有特异性,叶片的同工酶最稳定且最具多样性,可作为进行紫色甘薯亲缘关系分析和品种鉴定的可靠生化标记。     

稻田土壤光合细菌群落对镉污染的响应

稻田重金属污染每年造成水稻产量的巨大损失,重金属污染问题日益受到人们的关注.因此,了解不同镉污染水平下水稻土微生态及理化性质的变化具有重要意义.本研究通过16S测序技术探讨稻田土壤光合细菌群落对不同镉污染水平的响应.结果表明,随着镉污染程度升高,pH值、总镉和有效镉含量逐渐降低.高镉组、中镉组和低镉组的土壤α多样性差异较小,富集的光合细菌种群具有显著差异,光合细菌群落之间也均具有显著差异.高镉组光合细菌物种之间有效连接明显多于中镉和低镉组,连接更紧密且密度更高.碱性氮、pH、有效磷、有效钾、总氮、总磷、有机质、总镉和有效镉是影响光合细菌群落的重要因素,与光合细菌群落显著相关,解释了59.90%的光合细菌群落变异,其中有效镉含量与Methylorubrum populi、Methylorubrum extorquens、Methylobacterium sp.Leaf125和Rhodopseudomonas sp.AAP120显著正相关（R>0.05,P<0.05）.本研究对了解镉污染对稻田土壤特定功能微生物种群的影响具有重要意义.