稻田土壤光合细菌群落对镉污染的响应

稻田重金属污染每年造成水稻产量的巨大损失,重金属污染问题日益受到人们的关注.因此,了解不同镉污染水平下水稻土微生态及理化性质的变化具有重要意义.本研究通过16S测序技术探讨稻田土壤光合细菌群落对不同镉污染水平的响应.结果表明,随着镉污染程度升高,pH值、总镉和有效镉含量逐渐降低.高镉组、中镉组和低镉组的土壤α多样性差异较小,富集的光合细菌种群具有显著差异,光合细菌群落之间也均具有显著差异.高镉组光合细菌物种之间有效连接明显多于中镉和低镉组,连接更紧密且密度更高.碱性氮、pH、有效磷、有效钾、总氮、总磷、有机质、总镉和有效镉是影响光合细菌群落的重要因素,与光合细菌群落显著相关,解释了59.90%的光合细菌群落变异,其中有效镉含量与Methylorubrum populi、Methylorubrum extorquens、Methylobacterium sp.Leaf125和Rhodopseudomonas sp.AAP120显著正相关（R>0.05,P<0.05）.本研究对了解镉污染对稻田土壤特定功能微生物种群的影响具有重要意义.     

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）对斜生栅藻的致毒效应研究

为了评估邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对水生生物的毒性效应,采用室内培养的方法,研究了DBP对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的急性毒性效应.实验设置5个暴露组(5、10、20、50、100mg·L-1)和1个对照组(0mg·L-1),暴露96h后分别测定DBP对斜生栅藻生长量、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生理生化指标的影响.结果表明,各暴露组DBP对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随DBP暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,显示出明显的剂量-效应关系.DBP对斜生栅藻的24、48、72、96h的EC50值分别为3.31、15.49、1.95、2.21mg·L-1.叶绿素a、b及类胡萝卜素含量随着DBP暴露浓度的增大呈现相同的变化趋势,均为低浓度(5～10mg·L-1)上升,高浓度(10～100mg·L-1)下降.随DBP暴露浓度的增大,斜生栅藻SOD活性表现为先激活后抑制,在20mg·L-1时SOD活性达到最大值(与对照比较,p<0.05);当DBP暴露浓度≥10mg·L-1时,MDA含量随DBP浓度的增大显著增加(与对照比较,p<0.05,p<0.01).     

有机废水的复合光合细菌法处理及机理初探

将光合细菌法与活性污泥法结合组成的复合光合细菌微生物菌群,对不同有机废水进行降解试验．结果表明：复合光合菌群具有单一方法处理有机废水的优点,复合菌群比普通活性污泥的比降解效果高出１８ ％～３９ ％ ,在复合菌群的微生物组成中,多样性指数高于普通活性污泥,且光合细菌的优势度明显     

崇明东滩围垦湿地芦苇光合作用对模拟升温的响应初探

采用开顶式气室法(Open top Chamber, OTC)模拟升温,分别于升温1 a和升温2 a后,测定崇明东滩围垦湿地代表植物--芦苇快速生长期叶片的光响应进程,分析最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率〖WTBX〗(Rd)、表观量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等光合参数对升温时间的累积响应。结果表明：与对照样地相比,升温1 a后Pmax、〖WTBX〗LSP显著增加,Rd、LCP显著降低,表现出正效应,而升温2 a后结果相反;升温条件下〖WTBX〗AQY的年际差异不显著;非线性拟合芦苇叶片光合 光响应(Pn PAR)曲线,结果显示其在升温第一年和第二年分别发生上调和下移现象;蒸腾速率(Tr)对升温表现增加趋势;气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)对升温的响应与光合有效辐射(PAR〖WTBZ〗)强度有关。这可能意味着长时间升温条件下芦苇叶片因非气孔因素限制发生光合适应现象     

低温胁迫对番茄光合特性及抗氧化酶活性的影响

根据番茄对低温的反应,于2010年10月-2011年3月间,设计了人工控制试验系统以研究低温胁迫(5℃,7℃,9℃,11℃)对设施番茄光合色素含量、最大光合速率、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性的影响,为设施番茄低温致灾气象指标的确定提供依据。结果表明:不同低温胁迫下叶绿素a,Chla/Chlb和最大光合速率均存在不同程度的降低,而叶绿素b和类胡萝卜素含量则有所升高。低温5℃处理3 d和7℃处理4 d后番茄最大光合速率均为负值,经过25℃恢复5 d后仍无显著升高;低温9℃、11℃胁迫下番茄最大光合速率随处理天数的增加而降低,且经过5 d的恢复处理后最大光合速率可以基本恢复至正常水平。叶绿素荧光参数分析表明,低温胁迫降低了PSII的原始光能转换效率和潜在活性,番茄的Fv/Fm,qP,ETR均显著降低,且随胁迫温度和胁迫时间的不同,Fv/Fm,qP,ETR的变化程度有所不同。不同低温胁迫使得番茄SOD,POD,CAT,MDA酶的活性均有不同程度升高,且温度越低,处理时间越长,升高幅度越大。因此,低温5℃处理3 d或者低温7℃处理4 d是番茄发生严重冷害的临界指标,该研究结果可为作物低温灾害防御及气象灾害预警提供参考。     

氯代阻燃剂得克隆对纤细裸藻的生态毒性效应

得克隆(Dechlorane Plus,DP)作为全球广泛使用的氯代阻燃剂,具有POPs特性和环境毒性,但其生物毒性数据非常有限。本文选择水生初级生产者纤细裸藻(Euglena gracilis)作为研究对象,通过检测藻细胞生长状况、光合色素水平、抗氧化酶活性、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量变化,研究了不同浓度DP对其生态毒性效应的影响。结果显示,低浓度DP对纤细裸藻生长具有一定促进作用,但差异不显著;DP浓度较低时(0.1和0.5 mg·L-1DP)类胡萝卜素含量受到轻微抑制;较高浓度DP暴露导致超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽(GSH)水平显著增加,同时高浓度DP(8 mg·L-1)下MDA含量显著上升,提示膜结构受到损伤;表明较高实验浓度范围内,DP对纤细裸藻的生长及抗氧化系统均产生一定影响,结果将为DP的环境生态风险评价提供科学依据。     

Brassinosteroid alleviates phenanthrene and pyrene phytotoxicity by increasing detoxification activity and photosynthesis in tomato

The present study was carried out to investigate the effects of exogenously applied 24-epibrassinolide (BR) on growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence characteristics, lipid peroxidation and antioxidant systems of tomato seedlings grown under different levels (0, 10, 30, 100 and 300 μM) of phenanthrene (PHE) and pyrene (PYR) in hydroponics. A concentration-dependent decrease in growth, photosynthetic pigment contents, net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), maximal quantum yield of PSII (Fv/Fm), effective quantum yield of PSII (Φ_PSII), photochemical quenching coefficient (qP) has been observed following PHE and PYR exposure. By contrast, non-photochemical quenching coefficient (NPQ) was increased. PHE was found to induce higher stress than PYR. However, foliar or root application of BR (50 nM and 5 nM, respectively) alleviated all those depressions with a sharp improvement in the activity of photosynthetic machinery. The activities of guaicol peroxidase (GPOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) as well as content of malondialdehyde (MDA) were increased in a dose-dependent manner under PHE or PYR treatments. Compared with control the highest increments of GPOD, CAT, APX, GR and MDA by PHE/PYR alone treatments were observed following 300 μM concentration, which were 67%, 87%, 53%, 95% and 74% by PHE and 42%, 53%, 30%, 86% and 62% by PYR, respectively. In addition, both reduced glutathione (GSH) and oxidized glutathione (GSSG) were induced by PHE or PYR. Interestingly, BR application in either form further increased enzymatic and non enzymatic antioxidants in tomato roots treated with PHE or PYR. Our results suggest that BR has an anti-stress effect on tomato seedlings contaminated with PHE or PYR and this effect is mainly attributed by increased detoxification activity.     

不同光强下生长的厚叶木莲（Magnolietia pachyphylla）光合作用光响应的变化

生长在全光照的厚叶木莲幼树,叶片的表观光合量子产率（αA/molmol-1）为0．0246±0．0023,而生长在40%日光照和20%日光照的植株,αA分别为0．0266±0．0031和0．0165±0．0042．生长在40%日光照的植株叶片光能转换效率（α/molmol-1）为0．2581±0．0019,分别较全日光照和20%日光照高26．3%和33．2%．结果表明,40%日光照有利于厚叶木莲叶片的光能利用和增高光能转换效率．生长在20%日光照的植株,δ较低．生长在40%日光照的厚叶木莲较生长在全日光照和20%日光照的有较高的Γ*和Rd．表明厚叶木莲生长在40%日光照下能促进光下线粒体呼吸．而生长在20%日光照的则有较低的Rd．生长在40%日光照的厚叶木莲较生长在全日光照和20%日光照下的有较高的Vcmax和Jmax．不同光强下生长的厚叶木莲有不同的Jmax和Vcmax比值,光强的变化可能改变Vcmax和Jmax的平衡．40%日光照有利于增高Jmax．在较高光强的全日光照下生长和在较低光强的20%日光照下生长的植株,气孔对空气CO2浓度和相对湿度变化的敏感度较生长在40%日光照的高．生长光强改变气孔对一些环境因子的敏感度．结果表明,40%日光照的环境可能最适应于厚叶木莲异地迁移种植．图2表5参15     

底物初始浓度对光合细菌产氢动力学特性的影响

实验研究了底物初始浓度对光合细菌产氢动力学特性的影响,并对光合细菌产氢得率和初始底物转化为氢气得率进行比较,分析底物初始浓度对光合细菌产氢代谢的影响,实验发现底物初始浓度为120 mmol/L时最适合光合细菌的产氢代谢,底物初始浓度达到140 mmol/L时,光合细菌主要进行生物量合成和产酸代谢,得到各浓度梯度下的最大生物量,但对产氢代谢产生抑制作用,表明最大生物量与最大的产氢能力之间不成正比关系及光合细菌产生CO2机制与产氢机制不同;光合细菌最大比产氢活性表现在对数生长期,最大生物量出现在稳定期。实验证明,光合细菌对数生长期受底物浓度影响大,底物浓度低,最大生物量所对应的时间相对较早,底物浓度增大,最大生物量所对应的时间相对延后。