丛枝菌根真菌砷酸盐还原酶基因RiarsC的克隆和功能分析

丛枝菌根真菌(AMF)在增强植物砷(As)抗性方面发挥着重要作用。已有相关研究表明,接种AMF能提高植物体内三价砷As(III)的比例,AMF可能参与了将五价砷As(V)还原为As(III)的过程从而提高了菌根植物的As抗性,但目前尚缺乏直接分子证据。本文从异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis)菌丝中克隆得到了一个砷酸盐还原酶基因RiarsC并进行序列分析。将该基因转入arsC缺陷型大肠杆菌(Escherichia coli)菌株WC3110(ΔarsC)中,通过As(V)抗性生长曲线和As形态测定,分析了该基因的功能。结果显示,RiarsC属于谷氧还蛋白-谷胱甘肽依赖的砷酸盐还原酶家族;RiarsC基因的表达显著提高了As敏感型E.coli菌株对As(V)的抗性,当培养基中As(V)浓度为100μmol·L-1时表现更加明显。As形态分析表明,表达RiarsC的E.coli菌株能够将培养基中71.03%的As(V)还原为As(III);与表达空载体的菌株相比,还原效率提高了61.98%。本研究证明了AMF的砷解毒还原能力,为进一步开展AMF的砷代谢机制研究提供了一定的分子生物学基础。     

氢氧化铁对砷的吸附与沉淀机理

研究了吸附反应时间为50d和1120d时,As(V)初始浓度和pH值对氢氧化铁吸附砷的影响,并利用傅利叶红外光谱(FTIR)和粉末X射线衍射技术对吸附砷后的氢氧化铁固体进行了表征.结果表明,氢氧化铁对砷的吸附能力与pH有关,在弱酸性到弱碱性条件下,吸附砷的能力最强;在低初始砷浓度(0.01～1 mmol·L-1)和相同pH条件下,吸附率随砷浓度增高而增大.当pH=3、7和12时,吸附等温线都可用Freundlich公式来进行拟合,低初始砷浓度下(0.001～1 mmol·L-1),R2>0.99,高初始砷浓度下(5～1000 mmol·L-1),R2>0.93,吸附反应时间对吸附能力影响不大.红外光谱分析表明,在pH=3条件下,初始砷浓度为50mmol·L-1和500mmol·L-1时,吸附后氢氧化铁固体的红外光谱图上As-O键的伸缩振动谱带分别位于806.11cm-1和821.54cm-1;表明吸附后的氢氧化铁表面有少量的砷酸铁晶体沉淀存在,砷在氢氧化铁表面的平均密度对砷在氢氧化铁表面存在形态有影响.X射线衍射分析表明.在中性和酸性条件下,砷可能是以双配位表面络合的质子化的=FeO2As(O)(OH)-和非质子化的=FeO2As(O)2-形态存在于氢氧化铁表面.     

Oxidation of As（Ⅲ） by potassium permanganate

The oxidation of As（Ⅲ） with potassium permanganate was studied under conditions including pH, initial As（Ⅲ） concentration and dosage of Mn（Ⅶ）. The results have shown that potassium permanganate was an effective agent for oxidation of As（Ⅲ） in a wide pH range. The pH value of tested water was not a significant factor affecting the oxidation of As（Ⅲ） by Mn（Ⅲ）. Although theoretical redox analyses suggest that Mn（Ⅶ） should have better performance in oxidization of As（Ⅲ） within lower pH ranges, the experimental results show that the oxidation efficiencies of As（Ⅲ） under basic and acidic conditions were similar, which may be due to the adsorption of As（Ⅲ） on the Mn（OH）2 and MnO2 resulting from the oxidation of As（Ⅲ）.     

砷、矾与镉交互作用及其对土壤吸附镉的影响

研究了砷、矾与镉交互作用及其对土壤吸附镉的影响 .结果表明 :江西红壤、海南砖红壤、湖南红壤和北京褐土等四种土壤吸附镉的等温线符合Freundlich方程 ,吸附常数K的大小顺序为 :北京褐土 >湖南红壤 >江西红壤 >海南砖红壤 .pH值是决定土壤吸附镉的关键因素之一 ,砷和矾的存在可促进土壤对镉的吸附     

Effect of sodium arsenate on microbial growth in a chemostat

Abstract

Microbial transformation of sodium arsenate, the wood preservative and insecticide, is important in assessing the environmental impact of this pesticide. Recent studies using batch culture techniques have shown that arsenate is metabolized to more toxic end products. This study investigated the effect of the chemical on the microbial cells themselves using continuous flow cultures to examine the effect of arsenate on the growth and maintenance requirements of the microbes. Cell yield was lower and maintenance requirements higher at 100 pg/ml arsenate than at 10 μg/ml indicating a greater expenditure of energy by the cells to maintain homeostasis’.     

利用新型稀土铈铁复合吸附剂去除水体腐殖质的研究

研究了稀土铈铁复合材料(CFA)对水体中黄腐酸(FA)的去除效能和作用机制.结果表明:CFA在平衡pH3.0～6.5的范围内对FA的去除效果较好,吸附速度快,120min即达到平衡.水体中FA与砷酸根在CFA上有很强的竞争作用,当FA加入量为5mg/L～10mg/L时,砷的饱和吸附量Q_o即丧失40%～50%,表明两者作用于材料相同的活性位点.吸附前后的红外谱图(FTIR)揭示了CFA表面羟基在FA去除中起着重要作用.通过Zeta电位的测定得出材料的等电点为5.6,因而pH偏酸性的条件有利于FA的去除.     

复合铁铝氢氧化物的制备及其对水中砷(V)的去除

以Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)对砷有较强的亲和性为理论基础,用沉淀法制备了9种同时含有Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)的砷吸附剂--复合铁铝氢氧化物.X射线衍射和扫描电镜测定结果表明,有5种复合铁铝氢氧化物具有微晶-无定形态的结构特征.比表面测定结果表明,复合铁铝氢氧化物的孔体积和孔径明显低于相同实验条件下制得的氢氧化铁,说明铝的掺杂能明显改变氢氧化铁中规则的晶体结构和表面性质.用复合铁铝氢氧化物进行了水中砷的吸附研究,结果表明,该复合材料具有优良的除砷效能,吸附容量大;当pH为5.0～9.0、溶液中初始砷浓度为2 mg·L-1时,不同组成的铁铝复合氢氧化物都能使溶液中的砷含量降到世界卫生组织标准0.01 mg·L-1以下,其中以Fe(Ⅲ)/Al(Ⅲ)摩尔比为7:3的复合物吸附除砷能力最强.pH为5.0～9.0时各复合物对砷的吸附模式均符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程.     

新生态MnO2对水中As(Ⅴ)的吸附作用研究

新生态MnO2是一种高效吸附材料,用MnSO4和KMnO4反应制备了该吸附剂,并表征了其基本性质.新生态MnO2对As(Ⅴ)具有很高的吸附去除率和较快的吸附速度,吸附动力学符合Lagergren二级速度方程; 吸附pH曲线呈"∽"形,pH=6.5时出现一个吸附峰值; pH=5.5时,As(Ⅴ)的吸附等温线符合Langmuir型; pH=6.5时符合Freundlich型; 稀NaOH溶液是As(Ⅴ)的有效解吸液,1 mol/L NaOH溶液浸泡1h后,As(Ⅴ)的解吸率可达82.7%.     

集胞藻(Synechocystis sp. PCC6803)对砷吸收转化特性的初步研究

砷是一种广泛存在于环境中的有毒物质.集胞藻属于单细胞藻类,广泛分布在淡水生态环境中.采用营养液培养的方法探讨了集胞藻(Synechocystis sp.PCC6803)对砷的累积和转化特性.当集胞藻分别暴露于2和100 μM的无机As(Ⅲ)和As(Ⅴ)14 d后,体内的砷形态均以As(Ⅴ)为主,并且在100 μM浓度处...     

Mitochondrial dysfunction, oxidative stress and apoptotic induction in microglial BV-2 cells treated with sodium arsenate

The treatment of microglial BV-2 cells with sodium arsenate(As(V):0.1-400 μmol/L — 48 hr)induces a dose-dependent response.The neurotoxic effects of high concentrations of As(V)(100,200 and 400 μmol/L) are characterized by increased levels of mitochondrial complexesⅠ,Ⅱ,and Ⅳ followed by increased superoxide anion generation.Moreover,As(V) triggers an apoptotic mode of cell death,demonstrated by an apoptotic SubG1 peak,associated with an alteration of plasma membrane integrity.There is also a decrease in transmembrane mitochondrial potential and mitochondrial adenosine triphosphate ATP.It is therefore tempting to speculate that As(V) triggers mitochondrial dysfunction,which may lead to defective oxidative phosphorylation subsequently causing mitochondrial oxidative damage,which in turn induces an apoptotic mode of cell death.