木霉(Trichoderma sp.)HR-1活细胞吸附Pb(Ⅱ)的机理

从重金属废水中筛选得到一株能够吸附Pb(II)的丝状真菌,编号为HR-1,初步鉴定其为木霉属(Trichodermasp.).研究了pH值对活细胞吸附铅离子能力的影响及其对铅的耐受性,结果表明,该细胞对铅离子的最大吸附量为597mg/g;扫描电镜(SEM)显示细胞吸附Pb(II)后发生明显的萎缩现象,在细胞表面存在大量的沉积物;X射线光散射能谱(EDX)验证了铅的吸附,同时吸附过程中存在离子交换作用.对比细胞吸附Pb(II)前后的傅立叶红外光谱(FTIR)图谱表明,葡聚糖或几丁质中的羟基和C-O-C、蛋白质的羧基是铅的主要吸附位点,与含氮官能团无关.XPS证实细胞吸附铅离子后生成PbO,XRD图谱得出其处于无定形和晶体之间.     

秸秆还田对水稻镉积累及其亚细胞分布的影响

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同的秸秆还田用量(0.0%、1.0%、2.5%和5.0%)对Cd的亚细胞分布以及在水稻籽粒中积累的影响.结果表明水稻根细胞中的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd的86%~95%,茎叶细胞的细胞壁与可溶部分中的Cd含量相当,分别占总Cd的30%~51%和35%~61%.秸秆按1%和2.5%比例还田能显著提高根中Cd含量,以及细胞壁中Cd含量及其分配比例,并降低水稻体内Cd由根向茎叶转运;但5%的秸秆还田,分蘖期根中Cd含量和细胞壁中Cd含量显著降低,Cd由根向茎叶转运系数提高,灌浆期的根中Cd含量和细胞壁中Cd含量均显著提高,转运系数没有显著变化.大田试验前茬的水稻秸秆和油菜秸秆中Cd含量均较高,分别是0.49 mg·kg~(-1)和0.67 mg·kg~(-1);油菜秸秆单独还田或与石灰一起还田均没有显著影响水稻糙米或秸秆中Cd的积累;水稻秸秆单独还田也没有显著改变水稻糙米或秸秆中Cd的积累,但与石灰一起还田时能显著降低糙米和秸秆中的Cd积累;生物炭添加能显著降低水稻体内的Cd积累,且与石灰一起添加降Cd效果更显著.因此,当用Cd污染稻田前茬所产水稻秸秆还田时,建议与石灰一起添加可达到显著降Cd的效果.该研究将为Cd污染稻田的水稻安全生产与秸秆循环利用提供理论与实践指导.     

固定化细胞技术在废水处理中的应用

固定化细胞处理废水是近年发展起来的废水处理新技术,其优点是:①能在生物处理装置内维持高浓度的生物量,提高处理负荷,减少处理装置容积;②污泥产量低,固定化活性污泥的剩余污泥产量仅为普通活性污泥法的1/4—1/5;③可选择性地固定优势菌种,提高难降解有机物的降解效率;④抗有毒物毒性能力强,在废水处理中显示出极大潜力。本文主要介绍国内外有关固定化细胞技术及其在废水处理中的应用研究和发展前景。     

铜、镉及其交互作用对泡泡草细胞超微结构的影响

为了解铜、镉对泡泡草根、茎、叶细胞亚显微结构的毒害及作用位点 ,以期为进一步研究鸭跖草属植物的耐重金属机理提供理论基础 ,本文通过透射电子显微技术研究了 75 μmol·L-1铜和 5 0 μmol·L-1镉及其交互污染对泡泡草根、茎、叶细胞超微结构的影响和铜、镉在细胞中的分布 .结果表明 :75 μmol·L-1铜和 5 0 μmol·L-1镉均对泡泡草根细胞造成明显损伤 .铜使根细胞产生质壁分离、细胞质浓缩、部分细胞空泡化 ,使线粒体脊突消失、结构模糊、外膜破坏 ;镉使根细胞空泡化 ,并在部分空泡化的细胞里产生大小不等的颗粒状物 ;铜、镉交互污染使根细胞受害程度加深 ,并兼有两者的受害症状特征 :线粒体结构彻底破坏、空泡化细胞里的颗粒物更大电子密度更高、质壁分离现象更普遍、质膜上的颗粒物沉淀更大 .铜、镉及其交互污染使泡泡草茎细胞产生质壁分离 ,对叶细胞无明显伤害 .所以铜、镉及其交互作用在试验浓度下 ,对泡泡草各器官的损伤程度为根 >茎 >叶 .     

嗜根寡养单胞菌DSM14405T对高浓度Cr(Ⅵ)的抗性及其还原特性分析

为了寻找植物-微生物联合治理Cr（VI）污染的合适微生物,分析了一株植物根际促生菌——嗜根寡养单胞菌DSM 14405^T（Stenotrophomonas rhizophila DSM 14405^T）对不同浓度Cr（VI）的还原能力、Cr（VI）还原最适培养条件、对连续投加Cr（VI）的还原能力及高浓度Cr（VI）处理不同时间的转录组变化.结果表明,嗜根寡养单胞菌DSM 14405^T在24 h内对10、50、200和500 mg·L^-1 Cr（VI）的还原率分别为100%、92.4%、26.2%和16.5%,且在30℃、pH=7.5、转速180 r·min^-1条件下培养能最经济、高效地还原Cr（VI）.该菌能在64 h内完全还原2次所投加的50 mg·L^-1的Cr（VI）,第3次投加后仅能还原55.2%左右.比较转录组学分析可得,200 mg·L^-1Cr（VI）作用下,嗜根寡养单胞菌DSM 14405^T细胞表现出显著的抗性.具体表现为：大幅度上调胞内消除有毒自由基的相关基因、DNA修复相关基因以防止DNA因自由基受损,同时下调细胞组分及蛋白代谢等与细胞抗性相关性低的通路.并且,随着Cr（VI）的还原和细胞对环境的适应,Cr（VI）抗性相关基因及通路的调节在长时暴露中明显少于短时暴露.本研究为Cr（VI）污染的原位植物-微生物联合治理提供了可选菌株和理论依据.     

自然水体生物膜有机组分对Cd2+的吸附特征

室内模拟研究了长春南湖水生物膜中有机组分即胞外聚合物、微生物非活性细胞和微生物活性细胞对Cd^2＋的吸附特征及其影响因素。结果表明：3种有机组分对Cd^2＋的吸附过程分为快速和慢速阶段，达到吸附平衡的时间分别为360、100和100min；Cd^2＋的吸附最均在pH为6h达到最佳；在实验所选温度范围内，胞外聚合物在30℃时对Cd^2＋的吸附量最大．而温度对Cd^2＋在微生物非活性细胞和活性细胞的影响不显著；Cd^2＋在3种有机组分上的吸附均符合Langmuir和Freundlish热力学方程，吸附能力为胞外聚合物〉微生物非活性细胞〉微生物活性细胞。在有Pb^2＋共存的条件下，Langmuir和Freundlish热力学方程仍然适合描述3种有机组分对Cd^2＋的热力学吸附过程，但Cd^2＋的吸附量和饱和吸附最均减小。     

一株微囊藻毒素-LR降解菌的降解特性

研究了从某人工湖底泥中筛选出的1株能够降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的菌株JM13的降解特性.实验结果表明,当加入50 mg·L-1淀粉作为外加碳源时,菌株对初始浓度为0.5 mg·L-1MC-LR的降解率可达44.5%;低浓度重金属Cu2+的加入可在一定程度上提高菌株对MC-LR的降解,降解率可达到44.8%;随着时间的延长,菌株对MC-LR的降解率不断增大,到第10天达到52.6%,当投入菌龄为36 h的菌悬液时,降解率可达到55.4%.对该菌株细胞表面疏水性(CSH)的测试结果显示,在菌JM13细胞表面疏水性最大的情况下(即有机∶相水相=3∶4时),添加淀粉及低浓度(0.5 mg·L-1)Cu2+可以在一定程度上抵御降解过程中细菌表面疏水性的降低,使菌体细胞能更好地同污染物接触,从而在一定程度上提高菌株对MC-LR的降解.     

电化学法检测芴的细胞毒性

以小鼠胚胎成纤维细胞(BALB/c 3T3)和中国仓鼠肺细胞(V79)为模型细胞,利用基于石墨烯量子点/玻碳电极(RGOQDs/GCE)的细胞电化学法研究多环芳烃(PAHs)类化合物芴的细胞毒性,并与四唑盐比色试验(MTT)对比,验证电化学法的可靠性.时间-效应研究结果表明,培养时间为30 h时,芴对2种细胞的毒性最强;剂量-效应研究结果表明,电化学法测得的芴对BALB/c 3T3和V79细胞毒性的半数抑制浓度(IC50)值分别为0.89 mmol·L-1和0.25 mmol·L-1,MTT法测得的IC50值分别为1.34 mmol·L-1和0.86 mmol·L-1.这说明芴对V79细胞的毒性效应更强,这可能是由于芴对V79细胞嘌呤核苷酸代谢影响更大.电化学法的检测结果与MTT法的结果趋势一致,且IC50值均低于MTT法,说明本文使用的电化学法可以有效灵敏地评价芴的细胞毒性.芴的细胞毒性作用机制可能是通过激活细胞中p53基因进而影响细胞嘌呤核苷酸代谢.本法通过检测细胞中嘌呤含量变化而评价芴的细胞毒性.     

铝对豌豆根边缘细胞存活率和粘胶层厚度的影响

根边缘细胞（Root border cells）是从根冠游离并聚集在根尖周围的一群特殊细胞，铝毒的作用部位正是根尖，因此推测边缘细胞在铝毒反应中起着重要作用。作者研究了不同铝浓度（0、50、100、250、500μmol／L AlCl3（含0．1mmol／L CaCl2，pH4．5）与离体豌豆（Pisum Sativum）根边缘细胞共培养1h、2h、4h、6h、8h、24h后根边缘细胞存活率、粘胶层厚度及细胞数量的变化，以揭示铝毒胁迫边缘细胞的响应。结果为：随着处理时间的延长，边缘细胞的存活率明艰下降；在0～100μmol／L铝浓度范围，边缘细胞存活率有随铝浓度升高而降低的趋势；8h及24h边缘细胞存活率为铝浓度500μmol／L时显著高于0、50、100和250μmol／L时，6h边缘细胞存活率为250和500μmol／L铝浓度时显著高于0、50、100μmol／L AlCl3时。随处理时间延长，边缘细胞数量降低，铝浓度100，250和500μmol／L时边缘细胞数量低于0和50μmol／L时，且铝浓度越高，细胞数量越少；随处卵时间延长和铝浓度升高，粘胶层相对面积增加，铝浓度500和250μmol／L时粘胶层相对面积增加尤为明湿。通过与pH7．01水溶液及pH4．50水溶液中粘胶层变化的比较，发现粘胶层在铝处理8h后出现一个峰值，可能是粘胶物质的诱导合成和分泌。研究结果表明，铝毒对根边缘细胞具有致死效应，这种致死效应在一定浓度范围符合剂量依数性关系，高浓度时则边缘细胞存活率反而升高，这与根边缘细胞对铝毒作出的适应性响应——粘胶层的增厚和细胞降解增强有关。粘胶层起着保护和减轻边缘细胞铝毒的作用。     

加拿大蓬挥发油经不同载体对蚕豆根尖的细胞毒性

采用悬空气法和土培法,研究了加拿大蓬（Erigeron canadensis L.）挥发油对蚕豆（Vacia faba L.）根尖细胞经不同载体的细胞毒性。结果表明：加拿大蓬挥发油对蚕豆根尖细胞的有丝分裂没有显著的影响,但显著抑制了幼根的生长,使根尖细胞产生了多种类型的染色体畸变,导致微核率升高。综合分析表明,加拿大蓬挥发油经土壤载体的化感作用大于经空气载体的化感作用,推测可能是土壤对挥发油的滞留作用增大了化感效应。