海洋经济可持续发展系统交互胁迫关系验证及协调度测算——以辽宁省沿海六市为例

基于交互胁迫理论,对辽宁省沿海六市2007~2012年海洋生态、社会、经济三个子系统间的交互胁迫关系进行验证,并运用耦合模型进行时空协调度测算。结果表明:三个子系统之间存在着明显的交互胁迫关系,这种动态耦合关系在演化周期内呈现出双指数函数的变化规律,且演化轨迹是一条双指数曲线;通过测算耦合协调度,得出大连市海洋经济可持续发展系统总体耦合协调度高于其他五市,基本处于中级协调发展阶段,其他五市耦合协调度不高,基本呈现波动上升态势,且海洋生态-经济系统的耦合协调度处于波动下降态势,生态压力指数较大,可持续发展水平亟待提高。     

Ni^2＋对槐叶苹叶片生理特征及亚显微结构的影响

通过10%Hoagland溶液培养试验研究了不同Ni2 浓度(0、5、10、15、20 mg/L.)对槐叶苹叶片矿质营养元素吸收、叶绿素含量、可溶性蛋白、保护酶系统、活性氧水平以及细胞亚显微结构的胁迫影响.结果表明.随着Ni2 浓度的增加.①Ni2 对槐叶苹的矿质营养元素吸收的影响,主要是促进对Ca2 、Na2 、Zn2 、Fe3 、Mg2 的吸收,降低对Mn2 、Mo2 、P、K 的吸收.②叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(IAT)活性逐渐下降,且20 mg/L时数值均低于对照.而过氧化氧酶(POD)、超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量逐渐上升,分别为对照的383%、168%、207%和131%.③不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS.PAGE)图谱显示,胁迫导致了相对分子质量(<17 200)的多肽增加,并诱导了94 000多肽的出现和35 000多肽蛋白条带表达量加强.④电镜观察发现,Ni2 胁迫也对叶肉细胞亚显微结构造成了损伤,主要表现为:细胞核核仁解体,染色质凝聚,核膜断裂;叶绿体类囊体膨胀.被膜破裂;线粒体嵴数目减少,线粒体呈空泡状.可见,Ni2 破坏了槐叶苹正常生理活动的结构基础和离子平衡.并造成功能紊乱.这些都是Ni2 对槐叶苹产生胁迫的重要原因.     

模拟盐碱胁迫对小麦种子萌发的影响

农田土壤盐碱化已经成为影响小麦种子萌发的一个重要因素。利用NaCl和Na2CO3模拟盐碱胁迫对小麦种子的萌发影响实验表明：四种小麦的萌发率均表现出显著差异,并随着浓度的增加而表现出降低的趋势,并与无盐碱胁迫的萌发率表现相一致,其萌发率及萌发耐盐碱性次序高低顺序为：济南17〉淄麦12〉邯6172〉泰山9818。在单一盐或碱胁迫条件下,小麦的萌发率总是随着NaCl或Na2CO3浓度的增加而表现出不同程度的降低。无论以NaCl浓度增加为主还是以Na2CO3浓度增加为主的情况下,小麦种子的萌发均随着浓度的增加受到明显的抑制作用。盐碱复合胁迫对小麦种子萌发的影响机理还缺乏生物学及生理学上的解释,仍需要进行深入研究。     

Evolution characteristics and transcriptional responses to multiple stresses of NAC genes in Chenopodium quinoa and its ancestral diploid species北大核心CSCD

NAC是一类广泛参与调控植物在生物和非生物胁迫下防御应答的转录因子.基于系统的比较基因组学研究方法,对藜麦Chenopodium quinoa的NAC基因进行进化与多个生物和非生物逆境下的应答研究.在藜麦C.quinoa、祖先二倍体Chenopodium pallidicaule和Chenopodium suecicum基因组中分别共鉴定得到106、54和54个NAC基因.染色体定位数据表明藜麦基因组中18个NAC基因涉及串联倍增事件.3个物种NAC基因的系统进化树证明藜麦基因组中存在NAC基因的倍增与丢失.藜麦分别和C.pallidicaule和C.suecicum之间同源基因组模块的对应数目关系进一步证明藜麦保留了相当数量的祖先二倍体NAC基因,是其NAC基因倍增的主要动力.此外,藜麦NAC基因在干旱、高温、盐、低磷胁迫和GCFSV侵染下的表达模式被阐明;大量NAC基因被显著地诱导表达,推测其参与了藜麦在生物和非生物胁迫下的防御应答反应.本研究结果为藜麦的遗传育种提供了优良的候选NAC基因.(图7参26)     

镉胁迫对龙葵生长、质膜ATP酶活性及氮磷钾吸收的影响北大核心CSCD

采用模拟镉(Cd)污染土壤培养法研究不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg kg–1)处理对Cd超积累植物龙葵(Solanum nigrum)幼苗营养元素氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收及质膜ATP酶活性的影响.结果表明,Cd处理浓度≤40 mg kg–1时显著促进龙葵幼苗的生长(叶性状、主根长、株高度和基径粗度)以及生物量的积累与分配;而当Cd处理浓度>40 mg kg–1时则出现明显的抑制作用.而当Cd处理浓度为10 mg kg–1时,则提高显著幼苗叶片叶绿素(Chl.a、Chl.b、Chl.[a+b])含量,达到最高值;且叶绿素含量随胁迫程度的增强而先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗根、茎、叶和果实中的N、P和K含量先升后降(除茎P降低外);而植株组织中的Cd积累量逐渐增大且分布为叶>茎>根>果实.同时,丙二醛(MDA)含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性随Cd浓度增大而增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性先升高后降低.因此,龙葵在高浓度Cd胁迫(≥40 mg kg–1)下,可能通过加快根对Cd离子的吸收和转运,提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性,降低POD与质膜ATP酶活性,调节对N、P和K的需求,从而起到对Cd胁迫的解毒作用.     

溶磷微生物改性生物炭吸附重金属的机理研究

利用磷溶菌（PSB）对稻壳（RB）和污泥（SB）生物炭进行不同时间的改性,研究了其对水体中Pb²⁺和Cd²⁺（1000mg/L）的修复机制.主要通过测定改性生物炭的理化特性和重金属含量,并利用结构方程模型研究了微生物改性生物炭对重金属的吸附机理.结果表明,PSB显著改善生物炭的孔径结构、比表面积BET （增加了12.5%~175.0%）和表面官能团.特别是还增加了生物炭中C和P元素的释放,促进了生物炭表面的生物矿化机制.PSB改性显著提高了生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附作用（RB提高：Pb²⁺=9.5%~34.5%,Cd²⁺=34.7%~219.9%,SB提高：Pb²⁺=65.3%~101.3%,Cd²⁺=106.6%~248.6%）.通过Pb和Cd的修复差异,发现不同重金属对微生物的胁迫是导致改性生物炭对重金属的修复反应路径相反的原因.此外,结构方程模型证实6~12h的PSB改性效果最好,且BET不是主要影响因素.不同的生物质炭改性后的修复机制也存在明显差异,孔径结构（R_max²=0.99）是改性RB的主要吸附途径,化学沉淀（R_max²=0.99）是改性SB的主要吸附途径.     

盐度渐增对水解微生物群落结构与功能的影响

工业废水循环利用导致盐度渐增,应用水解反应器连续处理硫酸钠盐度渐增的高色度印染废水.在进水盐度从0.5 g·L^-1渐增到4 g·L^-1时,印染废水也得以持续高效脱色.宏基因测序表明,盐度渐增导致水解污泥微生物种数从882种下降到了631种,但细菌群落的生物多样性仍保持稳定.盐度渐增对细菌群落的整体功能没有明显影响,但改变了水解脱色功能菌和功能酶的丰度.低盐度条件下Proteobacteria门占主导地位,Methanothrix和Geobacter为参与水解作用的优势属.在盐度渐增时,与众多细菌对盐度胁迫的反应相反,Proteobacteria丰度持续增加,Desulfovibrio和Desulfococcus成为优势属.PICRUSt功能解析显示,脱色酶SOD1和SOD2相对丰度显著下降,CAT和TYR的相对丰度上升,从总体上保证了水解生物系统脱色功能的稳定.本研究从水解脱色功能基因的角度,探讨盐度渐增对水解微生物群落和功能的影响,为盐度渐增胁迫条件下印染废水的脱色和有机物去除机制研究提供理论基础.