氮素对苜蓿植物修复垃圾堆场镉-多环芳烃复合污染土壤及土壤细菌群落结构的影响

面向我国村镇垃圾存量治理的需求,非正规垃圾填埋场的治理是关键.但目前对富含氨氮的垃圾堆场重金属有机污染物复合污染土壤植物修复效率的研究尚少见报道.选取耐性植物紫花苜蓿,通过盆栽试验研究不同施N水平处理（0、10和50 mg ·kg^-1）对Cd-PAHs复合污染土壤植物生长、污染物的去除及土壤细菌群落结构的影响,以此评估N在植物修复垃圾堆场污染土壤过程中的作用.结果表明,高污染条件下［ω（Cd）为10 mg ·kg^-1和ω（PAHs）为400 mg ·kg^-1］,苜蓿生物量随施N水平的提高而增加,分别为不加N处理的6.0和6.3倍;低污染条件下［ω（Cd）为1 mg ·kg^-1和ω（PAHs）为100 mg ·kg^-1］,低N水平处理能促进苜蓿的生长,但差异不显著,而高N水平处理显著抑制其生长.植物修复中,苜蓿对低污染组中Cd的修复效率在5.58%~7.49%,N的添加显著提高高污染组中苜蓿修复效率,由0.95%提高至3.02%;与菲（Phe）相比,N对土壤中芘（Pyr）去除的促进作用更明显.此外,苜蓿可促进土壤中Phe和Pyr的去除,其中通过促进微生物对PAHs的降解作用占主导地位,而植物吸收作用的贡献小于0.21%.基于Bray-Curtis距离的冗余分析（db-RDA）显示PAHs和Cd是影响土壤微生物群落结构的主要因素,高N水平处理对单一Cd污染和高污染组中细菌群落分布影响更大,促进具有生物修复作用的菌属成为土壤优势细菌群落,如节杆菌属（Arthrobacter）、细杆菌属（Microbacterium）和新鞘脂菌属（Novosphingobium）等.研究结果可为我国垃圾堆场和非正规填埋场污染土壤生态修复提供理论依据.     

苜蓿培养细胞抗羟脯氨酸变异体的筛选和特性分析

以返地卫星搭载的苜蓿（ＭｅｄｉｃａｇｏｓａｔｉｖａＬ．）种子为实验材料,取其无菌苗下胚轴切段诱导愈伤组织,该愈伤组织经正筛选法,获得抗脯氨酸类似物Ｌ羟脯氨酸（Ｈｙｐ）的变异细胞系（Ｈｙｐｒ）．Ｈｙｐｒ脱离选择压力３ｍｏ后,对Ｈｙｐ的抗性仍比对照强,ＦＷ细胞内游离脯氨酸ｗ＝０．７２ｍｇ／ｇ,是ＣＫ的３．４３倍,同时还具有对ＮａＣｌ和ＰＥＧ的交叉抗性．和ＣＫ相比,Ｈｙｐｒ愈伤组织可溶性蛋白质ＳＤＳＰＡＧＥ图谱出现两条新多肽（Ｍｒ≈５６×１０３、３２×１０３）;其过氧化物酶同工酶谱中酶活性明显高于对照,并出现１条新带,酯酶同工酶酶谱中亦出现３条新带．这些特性分析表明,该变异细胞系对Ｈｙｐ的抗性是稳定的．     

荧光增白剂对重组苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒的增效作用

以β-半乳糖苷酶基因为标志基因的重组苜蓿银纹夜蛾核型多角体(AcMNPV-hsp70／lacz)研究光增白剂对该病毒的增效作用及其作用方式．通过病毒毒力的生物测定表明：光增白剂FB-28能提高甜菜夜蛾幼虫的死亡率，降低半致死浓度，缩短半致死时间；光增白剂的增效作用与感染虫龄有关．此外，应用组织切片技术对中肠组织病理以及血淋巴细胞感染观察表明：在幼虫的病毒接种物中添加合适浓度的荧光增白剂不会改变病毒在幼虫中肠组织中的感染部位，却可以提高幼虫对病毒的敏感性，产生更多的病灶．图版1图4表3参19     

干旱区不同种植年限苜蓿人工草地土壤CO2排放的主要影响因素

采用静态箱-气象色谱法对干旱区不同种植年限苜蓿人工草地土壤系统、土壤-植被系统的CO2排放通量进行了测定,并对土壤 CO2排放通量的主要影响因素,包括土壤碳氮质量分数、土壤温度、气温、土壤水分体积分数、生物量进行了测定分析,从而得到了苜蓿生长季内CO2排放通量规律及影响土壤CO2排放的主要因素。结果表明：观测期内各个年限土壤-植被系统与土壤系统的CO2排放趋势基本一致,总体表现为4a〉5a〉8a〉3a〉1a,表现出“夏季高秋季低”的季节变化规律,具有明显的季节变化动态,各样地CO2通量在7月中旬达到最高排放通量;土壤CO2排放通量与0~20 cm土层内土壤有机碳质量分数、活性有机碳质量分数、土壤C：N及土壤全N质量分数都具有正相关关系,并且都达到了显著水平;土壤CO2排放通量与5 cm土壤温度和大气温度都有正相关关系,并且显著水平很高（P＜0.001）;土壤CO2排放通量与0~10 cm土壤水分体积分数之间没有显著的相关性（P〉0.05）;土壤CO2排放通量与地上部分生物量的大小有直接的正相关关系,并且CO2排放通量与地上生物量具有相同的变化趋势。     

天蓝苜蓿锌胁迫下实时定量PCR内参基因筛选

选取8个管家基因(h2a、act、18s、tub、ubi、ef1、cyp、gapdh)作为候选内参基因,以不同浓度Zn2+处理下接菌第30d的天蓝苜蓿(Medicago Lupulina L.)接种根为实验材料,筛选用于目的基因实时荧光定量PCR分析的最佳内参基因.研究表明:候选内参基因平均表达稳定性由高到低排序为:ef1>ubi>act>h2a>gapdh>cyp>18s>tub;在不同Zn2+浓度胁迫下,最适内参基因组合各不相同:Zn2+=100mg/kg时,最佳内参基因组合为tub (1.97)和ef1 (2.06); Zn2+=200mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1 (1.41)和ubi (2.51); Zn2+=300mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1 (1.41)和h2a (2.78); Zn2+=400mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1 (2.45)和act (2.55).该研究可为重金属污染地天蓝苜蓿抗性基因和共生基因的表达分析提供理论依据.     

3株紫花苜蓿根瘤菌sinR基因的克隆、序列测定及系统发育分析

为从与紫花苜蓿共生的3株不同根瘤菌(CCBAU 30085、 USDA 1002和CCBAU QH180)中扩增参与根瘤菌群体感应调控的转录激活蛋白基因(sinR基因)并比较它们的不同,根据文献[1],设计了一对引物,通过PCR扩增,将扩增产物克隆到pGEM-T-easy载体上,转化大肠杆菌DH5α,经蓝白斑和氨苄青霉素筛选得到阳性转化子.用通用引物测序后将序列与已报道的sinR基因(GenBank登录号为AL591788)进行了同源性比较和系统发育分析.本试验成功克隆到了sinR基因.经同源性及系统发育分析后,结果表明,CCBAU 30085、 USDA 1002和CCBAU QH180这3株菌的sinR基因序列相似性高达99%;它们与已知的Sinorhizobium meliloti 1021中的sinR基因序列相似性到达99 7%～100%,与具有相同功能的豌豆根瘤菌及埃氏菜豆根瘤菌中的raiR基因之间的相似性低于45%.这说明与紫花苜蓿共生的根瘤菌虽然经历了长期的进化,但其sinR基因在长期的进化过程中,却是一个非常保守的基因.     

不同根瘤菌中突变cysDN基因对硫酸盐同化途径的影响

硫是生物体必须的元素,根瘤菌结瘤因子的硫化修饰与其宿主范围和识别效率有着重要关系,实验室前期研究中突变费氏中华根瘤菌的cys DN基因后,突变体不能利用硫酸盐生长,这与Sinorhizobium sp.BR816的cys D基因突变后的现象不同,两株菌的硫酸盐同化途径中可能存在差异.为探讨不同根瘤菌cys DN基因对硫酸盐同化途径的影响,本研究利用同源交换的方法构建费氏中华根瘤菌WGF03、费氏中华根瘤菌HN01、苜蓿中华根瘤菌14500及大豆慢生根瘤菌15606的cys DN突变体,Δcys DN-WGF03、Δcys DN-HN01、Δcys DN-14500和cys NR-15606,对突变体的硫源利用情况和植株结瘤情况进行研究.结果发现,Δcys DN-WGF03和Δcys DN-HN01失去利用硫酸盐的能力;Δcys DN-14500能微弱地利用硫酸盐生长,生长量约为野生菌株的1/3左右;cys NR-15606对硫酸盐的利用与野生菌株相比无明显差别.植株实验结果显示,Δcys DN-WGF03、Δcys DN-HN01和Δcys DN-14500在平均瘤数、平均瘤重、平均植株干重和固氮酶活性方面均表现出显著降低,而突变体的回补体能够恢复硫酸盐的利用能力及与植株的共生固氮能力.这说明cys DN基因在费氏中华根瘤菌WGF03、费氏中华根瘤菌HN01和苜蓿中华根瘤菌14500硫酸盐同化途径中起着关键影响,而该基因在大豆慢生根瘤菌15606的影响并不明显.本研究表明,cys DN基因在不同根瘤菌中所起的作用不同,不同根瘤菌的硫酸盐同化方式也存在差异.     

多氯联苯污染土壤茵根真菌-紫花苜蓿-根瘤菌联合修复效应

选用紫花苜蓿(Medieago sativa L.)作为宿主植物,盆栽试验研究了丛枝菌根真菌(Glomus caledonium)和苜蓿根瘤菌(Rhizobium meliloti)单接种及双接种对PCBs复合污染土壤的联合修复效应.结果表明.在紫花苜蓿.菌根真菌.根瘤菌共生体系中,紫花苜蓿对土壤中PCBs的降低起到明显作用,使轻度污染和重度污染土壤中PCBs浓度分别下降了15.8%、23.5%,紫花苜蓿单接种菌根真菌和苜蓿根瘤菌后轻度污染和重度污染土壤中PCBs浓度分别下降了14.8%、24.1%和20.6%、25.5%,双接种后土壤PCBs分别降低了23.2%、26.9%,而且也改变了紫花苜蓿根际土壤微生物群落的碳源利用程度,改善了微生物群落功能多样性.可见,紫花苜蓿豆科植物.菌根真菌一根瘤菌特殊共生体对PCBs污染土壤显示了较好的修复潜力.     

种植苜蓿对台安县沙化区土壤改良效应的研究

在台安县西北部沙化土地上种植紫苜蓿,产生明显改良土壤的效果。通过对苜蓿地和对照区地表层土壤层取样分析,从定量的角度研究了种植紫苜蓿对表层土壤理化性质的影响。结果表明：与对照区相比,苜蓿地在未施用肥料的情况下,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾的含量均比每年都施肥的对照区高,且差异显著。种植苜蓿可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度。