Effects of cerium on growth and physiological mechanism in plants under enhanced ultraviolet-B radiation

Effect of cerium （Ce^3＋） on the growth, photosynthesis and antioxidant enzyme system in rape seedlings （Brassica juncea L.） exposed to two levels of UV-B radiation （T1： 0.15 W/m^2 and T2：0.35 W/m^2） was studied by hydroponics under laboratory conditions. After 5 d of UV-B treatment, the aboveground growth indices were obviously decreased by 13.2%-44. 1%（T1） and 21.4%-49.3% （T2）, compared to CK, and except active absorption area of roots, the belowground indices by 14.1%-35.6%（T1） and 20.3%-42.6% （T2）. For Ce＋UV-B treatments, the aboveground and belowground growth indices were decreased respectively by 4.1%-23.6%, 5.2% -23.3%（Ce＋T1） and 10.8%-28.4%, 7.0%-27.8%（Ce＋T2）, lower than those of UV-B treatments. The decrease of growth indices appeared to be the result of changes of physiological processes. Two levels of UV-B radiation induced the decrease in chlorophyll content, net photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance and water use efficiency by 11.2%-25.9%（T1） and 20.9%- 56.9%（T2）, whereas increase in membrane permeability and activities of antioxidant enzymes including superoxide dismutase（SOD）, catalase （CAT） and peroxidase （POD） by 6.9%, 22.8%, 21.5%, 9.5%（T1） and 36.6%, 122.3%, 103.5%, 208.9%（T2）, respectively. The reduction of the photosynthetic parameters in Ce＋UV-B treatments was lessened to 3.2%-13.8%（Ce＋T1） and 4.9%-27.6%（Ce＋T2）, and the increase of membrane permeability and activities of antioxidant enzymes except POD in the same treatments were lessened to 2.4%, 8.4%, 6.6%（Ce＋T1） and 30.1%, 116.7%, 75.4%（Ce＋T2）. These results indicate that the regulative effect of Ce on photosynthesis and antioxidant enzymatic function is the ecophysiological basis of alleviating the suppression of UV-B radiation on growth of seedlings. Furthermore, the protective effect of Ce on seedlings exposed to TI level of UV-B radiation is superior to T2 level.     

2种典型碳纳米管低浓度暴露诱发锦鲫组织损伤与肝脏氧化损伤效应研究

采用半静态染毒方法,研究了单壁碳纳米管（SWCNT）和羟基化多壁碳纳米管（MCWNT-OH）对锦鲫抗氧化防御系统的影响。 结果表明,锦鲫经28d不同质量浓度的SWCNT和MWCNT-OH（0,10,100和1000μg/L）暴露后,暴露组14d鳃组织切片检查发现出现鳃动脉瘤、鳃细胞水肿、畸形生长等病理症状;然而在2种碳纳米管低浓度暴露下,锦鲫的肝脏切片没有观察到损伤,高浓度时肝脏有轻微空泡损伤。暴露期间锦鲫没有死亡,随着暴露天数的增加,2种碳纳米管都能对SOD和CAT酶产生抑制作用,高浓度组抑制明显,肝脏抗氧化系统受到损伤。指出,虽然碳纳米管的毒性较低,但其长期暴露对鱼类的影响仍需进一步关注。     

丝素/SiO_2杂化膜固定化多酚氧化酶处理模拟含酚废水

粗马铃薯多酚氧化酶固定于丝素/SiO2杂化膜上,从而得到丝素/SiO2杂化膜固定化多酚氧化酶.并用于处理模拟含酚废水.丝素/SiO2杂化膜在水中的溶失率小于丝素膜在水中的溶失率.所得丝素/SiO2杂化膜固定化多酚氧化酶的最适宜pH为7.4.相对于游离多酚氧化酶.该酶具有较好的热稳定性、贮存稳定性及重复使用性.研究表明,丝素/SiO2杂化膜固定化多酚氧化酶有实际处理含酚废水的可能.     

固定化真菌漆酶对分散兰-2BLN的脱色和降解

采用改良壳聚糖固定化的真菌漆酶对染料分散兰-2BLN进行脱色和降解条件的研究,探索了固定化漆酶活力、处理时间、染料浓度、温度和pH对其降解效果的影响。结果表明,固定化漆酶脱色降解分散兰-2BLN的适宜条件为：固定化漆酶活力18.2U／mL,染料浓度100mg／L,温度40℃,pH4.6,在上述条件下降解1.5h,分散兰-2BLN脱色率能达到87.68％。重复分批使用固定化漆酶处理2BLN兰,在使用6批次后,脱色率仍能保持在55％以上,其催化效率得到了较大提高。     

人工湿地构筑根孔作用下土壤物质分布状况

嘉兴市石臼漾湿地应用人工构筑根孔技术,以玉米秸秆和油菜秸秆按比例混合埋植于土壤亚表层,作为湿地的基质/填料。在湿地运行一年半后,按照正交设计表,以埋植秸秆的种类(S)、填埋的土壤层次(L)、距离秸秆外环的远近(D)和秸秆周围土壤的表观颜色(C)作为实验因素,对秸秆周围养分物质浓度、土壤酶活性以及铁含量进行采样分析。实验结果显示:玉米秸秆和油菜秸秆腐烂较充分,分别形成较发达的粗根孔和细根孔;根孔周围土壤呈中度还原状态;粗根孔具有较强的优先流效应,其周围土壤具有较高的养分物质含量和较低的Fe2+/Fe3+比。粗根孔周围土壤具有较高的磷酸酶活性,而细根孔周围具有较高的β-葡糖苷酶活性和脲酶活性。综合比较,人工湿地构建初期,径级较大秸秆腐烂后形成的粗根孔发挥着更高的水分传导效率和更强的物质截留效应。     

凹凸棒石粘土固定辣根过氧化物酶处理含酚废水

采用凹凸棒石粘土、可溶性淀粉和工业水玻璃作为制备凹凸棒石粘土基颗粒的材料,并将制备的凹凸棒石粘土基颗粒进行改性,得到了改性后的凹凸棒石基多孔材料,并将其作为固定辣根过氧化物酶的载体,再应用于含酚废水的处理研究,取得了良好的效果。实验结果表明,辣根过氧化物酶的最佳固定化条件为:单位酶活载体量1 mg、固定化时间1.5小时、固定pH值5。并且在固定化酶循环使用6次后,苯酚去除率仍能达到62.3%。     

漆酶对活性黑KN-B和直接大红染料的脱色性能

利用白腐真菌漆酶对活性黑KN-B和直接大红2种偶氮染料进行脱色实验。考察反应时间、加酶量、pH值、染料浓度、温度对脱色率的影响,研究了ABTS介体以及金属离子存在下的脱色效果,并分析了漆酶脱色的动力学性能以及其对偶氮染料的降解规律。结果表明,活性黑KN-B和直接大红脱色适宜条件为：反应时间为30 min,加酶量8 U/mL,pH=7,染料浓度分别为50 mg/L和80 mg/L,温度40~45℃。ABTS介体对酶促偶氮染料脱色没有明显促进作用。Fe²⁺对漆酶脱色有较强的抑制作用;Cu²⁺对漆酶催化活性黑KN-B促进作用较大,对直接大红影响较小。漆酶对2种染料的脱色反应符合米氏方程,其催化活性黑KN-B和直接大红染料的K_m值分别为114.81 mg/L,317.5 mg/L,v_max值分别为6.57 mg/（L·min）和26.0 mg/（L·min）。     

毛木耳产漆酶发酵条件的研究

以毛木耳为产酶菌,以CMC为唯一碳源,探讨了不同培养条件对毛木耳产漆酶的影响。结果表明,在最适温度为27℃、pH值为6．0、接种量为10％、装液量为90mL／250mL、摇床转速为180rpm、培养天数为6d时,产酶活力最大。以各个因子的最佳梯度做优化培养,发酵液中的漆酶活力高达70．76IU／mL。     

氯过氧化物酶对苯酚生物降解的促进作用

氯过氧化物酶是一种底物广泛的手性催化剂,可以催化卤素离子、芳香族化合物和醇类化合物等进行过氧化反应.利用氯过氧化物酶催化氧化苯酚,考察其对苯酚生物降解的促进作用.结果表明,500、1 000 mg/L苯酚在氯过氧化物酶为10 U/mL、pH为6.5、H2 O2投加量为10 mg/L时8h苯酚降解率分别达到86.6％和83.8％,比单纯菌株降解显著提高.说明氯过氧化物酶能快速清除苯酚污染的危害,提高苯酚的生物降解速率.     

一株木材腐朽菌及其粗酶液对七氯的降解

Phlebia acanthocystis TMIC34875是一株具有七氯降解能力的木材腐朽菌。为利用微生物技术去除环境中的七氯残留提供理论依据,研究了该菌株及其粗酶液对七氯的降解性能及其动力学特性。结果表明,菌株在七氯的初始浓度为50μmol/L时具有最大降解速率,为0.3031μmol/（L·h）;而菌体接种量为15%时,降解速率达到最高,为0.2045μmol/（L·h）。降解酶定位研究表明,七氯的降解主要是胞内酶在起作用。七氯胞内酶降解的酶促反应最适温度是35℃,在30-40℃之间有较高的催化活性;最适pH值为5.0,在pH 4.5-6.0之间有较高的催化活性,最适条件下反应1 h后七氯的降解率为65%。胞内粗酶液降解七氯的米氏常数K m为5.42μmol/L,最大反应速率V max为4.55μmol/min。胞内酶处理体系的GC/MS图谱显示,主要降解产物为1-羟基六氯、1-羟基-2,3-环氧六氯和环氧七氯,表明胞内酶对七氯的初始代谢机理同菌株相似,均是通过环氧化和置换反应来完成的。