稻田落干过程砷甲基化效率变化与关键影响因素分析

研究稻田落干过程砷甲基化效率变化规律,分析关键环境和生物因素的影响,为今后水稻直穗病防控提供科学依据.开展室内培养模拟稻田落干过程,以采集自贵州兴仁（XR）和广西南丹（ND）的两种砷污染水稻土壤为供试土壤,各土壤设置添加（RS）和不添加（CK）水稻秸秆处理,分析自然落干0、24、36、48和60 h过程中Eh、pH、孔隙水总有机碳（TOC）、砷形态、砷甲基化功能基因（arsM）、硫酸盐还原菌（dsrA,砷甲基化相关微生物）、产甲烷菌（mcrA,砷去甲基化相关微生物）丰度和arsM功能微生物多样性变化.稻田落干过程土壤Eh由完全淹水状态下的-300~-200 mV向落干后的-150~-50 mV变迁,而pH值变化规律不明显;孔隙水无机砷（iAs）和二甲基砷（DMAs）浓度随落干过程变化更为显著,总体呈现增加趋势,且RS处理DMAs浓度显著高于CK,ND土壤孔隙水比XR土壤孔隙水DMAs浓度更高;随落干时间延长,XR-CK和XR-RS处理土壤砷甲基化效率有一定提升,但变化不显著,而ND-CK和ND-RS处理土壤砷甲基化效率显著增加.当培养为60 h时,ND-CK和ND-RS处理砷甲基化效率相比培养初期分别提高约61.8%和23.2%;随落干时间延长arsM和dsrA基因拷贝数明显增加,而mcrA基因拷贝数显著下降.秸秆添加后显著提高全细菌和arsM、dsrA和mcrA基因丰度;进一步基于多因素方差分析和冗余分析发现,供试土壤、秸秆添加、落干时间和其交互作用对于各砷形态、砷甲基化效率和关键基因丰度变化影响显著,TOC、Eh和砷甲基化相关基因与甲基态砷呈正向关联,而与无机砷iAs呈负向关联;基于arsM微生物测序发现,伴随落干过程还发生着砷甲基化功能微生物群落的更替.研究结果有助于提升稻田落干过程中砷甲基化变化的理论认知,为今后水稻直穗病科学防控提供指导.     

遗传资源获取与惠益分享:在兴都库什-喜马拉雅地区的机遇与挑战

在分析兴都库什-喜马拉雅地区生物资源和生物贸易特点基础上,本文就《国际生物多样性公约》框架下的《名古屋议定书》在本地区实施的主要机遇和挑战进行了分析。研究认为,本地区各国在具体执行议定书时面临的困难依然严峻,应该不断在议定书的法律框架下规范遗传资源以及相关传统知识的贸易、使用与共享机制。同时,不断完善法律体系建设,提高全民资源保护意识、建立良好信用制度,提高遗传资源获取和鉴定的科学技术水平。     

农用地土壤-作物系统对畜禽粪便养分消纳能力的评价

从土壤对养分消纳能力和作物养分需求角度出发,利用空间分析和地统计学方法,以北京市大兴区为例,进行了以地块为单元的农用地土壤-作物系统对畜禽粪便养分消纳能力评价.结果表明,大兴区农用地土壤-作物系统对畜禽粪便养分消纳能力整体一般,81.65%的农用地处于中下水平.除了因为大兴区的土壤保肥吸收能力整体不强外,还与大兴区的种植结构与种植面积有关,特别是高肥力的耕地与设施农业用地占地比例较小.     

德氏假单胞R-8菌脱硫的“硫饥饿”诱导机理

以专一性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为出发菌株,构建了含有重组质粒pRT-D的重组菌株R-8-D.在不同硫酸盐浓度条件下,研究了R-8和R-8-D脱硫的"硫饥饿"诱导机理.结果表明,在充足的Na2SO4(＞0.023 mmol L-1)条件下,R-8菌首先利用硫酸盐生长,脱硫酶的合成受阻遏,DBT不被利用,而R-8菌处于"硫饥饿"状态(Na2SO4浓度≤0.023 mmol L-1)时,诱导了脱硫酶的合成,能利用DBT生长;Na2SO4在临界浓度以上时,R-8-D菌阻遏了脱硫基因的报告基因lacZ的表达,低于临界浓度时不抑制lacZ表达.本实验结果从细胞和分子水平上证实了R-8菌脱硫属"硫饥饿"诱导类型,并首次确定了脱硫微生物"硫饥饿"诱导的硫酸盐临界浓度为0.023 mmol L-1,为构建高活性的、不受硫酸盐抑制的脱硫工程菌提供了理论依据和技术支持.图10表1参14     

用ALMANAC作物生长模型模拟冬小麦生长

冬小麦是黄淮海地区的主要农作物。精确模拟冬小麦产量能够帮助生产者获得更好的经济效益。根据实验资料调整了ALMANAC作物生长模型部分参数后,用其对该地区的冬小麦生长进行了模拟,结果显示ALMANAC模型能够较好地模拟冬小麦的叶面积指数和产量。叶面积指数的模拟结果与实测结果的比值为1.0552,可决系数R2为0.7021;生物量模拟的最大误差为-6.01%,经济产量模拟的最大误差为-5.41%。模型还可以揭示影响冬小麦生长的主要胁迫因素。     

氧化塘底泥对作物生长影响的研究

本文通过农田试验 ,得出氧化塘底泥可以改良土壤结构、增加有机质含量、微生物数量、提高作物产量的结论。因此 ,底泥可以作为一种有机肥应用于农业。     

稻、麦籽实中Cd的结合形态

对污染区稻、麦籽实中Cd的存在形态进行了分析,结果表明,在籽实主要营养成分以蛋白质中结合Cd的比例最高;根据籽实中蛋白质在各种溶剂中溶解度不同,区分清蛋白、醇溶谷蛋白、球蛋白及谷蛋白,对其中Cd的分析表明,以球蛋白和谷蛋白结合Cd的比例为高;通过Sephadex G75柱层析对Tris-HCl可溶性组分的分离分析表明,Cd-蛋白质结合体的表观分子量为54.510₃和5.510₃,并对其氨基酸组成进行了分析.     

基因重组细胞监测重金属污染物的实验研究

研究用基因重组细胞快速评价重金属污染物对健康的危害,采用分子生物学方法,将亲电性化学反应元件(EPRE)与TK基本启动子和编码虫荧光素酶(LUC)基因相融合,构建成EPRE调控的LUC报告载体,将其转染于HeLa细胞.并将该细胞作用于不同浓度的NaAsO₂、CdCl₂和HgCl₂,用荧光素酶试剂盒物测量LUC的表达量.结果表明,EPRE调控的LUC报告载体框架正确;LUC的表达量与3种受试物具有明显的剂量效应关系,细胞对3种受试物敏感性为As³⁺>Cd²⁺>Hg²⁺.     

固定化球形红细菌去除镉的动力学及其与质粒的关系

利用聚乙烯醇为载体包埋固定化球形红细菌,研究了固定化微生物去除Cd2 的动力学特征.结果表明,在Cd2 初始浓度为20～160 mg/L时,固定化球形红细菌具有良好的去除能力,去除率可达75%以上.固定化球形红细菌去除Cd2 的反应遵循二级反应动力学方程-dC/dt=k2C2 k1C k0, R2=0.957 7～0.993 8.随着Cd2 初始浓度的增加,固定化球形红细菌对Cd2 的最大去除速率p下降,半衰期T1/2增加,抑制作用增强.此外,通过质粒检测,该菌株含有一个较大质粒,抗镉和去除镉的基因均位于质粒上.