纳米羟基磷灰石对小麦植物酶及土壤酶活性的影响研究

采用土培方式研究纳米羟基磷灰石(NHAP)在不同质量分数下,小麦幼苗植株中3种植物酶及3种土壤酶活性的变化,并探讨添加不同质量分数NHAP对植物及土壤的影响.研究结果表明,添加NHAP后在初期(第7 d)能显著(p＜0.05)提高土壤pH值,但随着培养时间的推移,在第21 d时,对照处理(CK)与添加不同质量分数NHAP的处理1(T1)、处理2(T2)、处理3(T3)各处理间差异不显著(p＞0.05).添加NHAP可提高植物超氧化物歧化酶(SOD)活性,处理21 d后,与CK相比,除T1处理外,T2、T3处理SOD酶活性均显著提高.添加NHAP降低可过氧化物酶(POD)活性,在21 d处理时,T3处理POD酶活性显著降低,而T1、T2处理不明显.与CK相比,添加NHAP对植物过氧化氢酶(CAT)酶活性影响不显著.添加NHAP能提高小麦根际土壤过氧化氢酶活性,在第21 d,T1、T2、T3处理的土壤中过氧化氢酶活性显著增强,比CK分别提高19.5％、29.0％、49.8％.小麦根际土壤脲酶活性随时间延长变化不同,前14 d随NHAP质量分数升高而增加,之后随NHAP质量分数升高变化不明显.施加NHAP对土壤碱性磷酸酶活性影响不明显.综合考虑NHAP对小麦植物酶活性及土壤酶活性的影响以及经济成本等因素,确定添加纳米羟基磷灰石的适宜质量分数为1％.     

镉在日本无刺楤木叶片的积累与对其抗氧化系统的影响

为考察镉对日本无刺楤木(Aralia elata var. inermis)生长及品质安全性的影响,采用生物盆栽法研究镉处理对不同生长期楤木叶片抗氧化系统影响及与镉含量关系。结果表明:展叶末期楤木叶片镉含量较少,镉对楤木叶片抗氧化能力有促进作用,随着处理量增加,叶片过氧化物酶(POD)活性、叶绿素含量先增大后减小,镉对过氧化氢酶(CAT)活性影响较强,可使其降至对照的30%,丙二醛(MDA)含量呈一定的先下降后上升的变化。生长中期POD活性达整个生长期最低;随着镉处理量增加,CAT活性先增强后减弱,但明显高于对照;叶绿素含量降幅各生长期最大,最低为对照69.1%;MDA含量则有显著增加。落叶初期叶片镉含量达到同处理最大;随着镉处理量的增加,POD活性持续减弱,CAT活性先增强后减弱,所受影响小于生长中期;叶绿素含量持续下降;落叶初期MDA含量在低量镉处理中降低,高量镉处理下继续升高。     

玉米对铅胁迫的响应及体内铅化学形态研究

通过砂培试验,研究了铅(Pb)胁迫下不同品种玉米根、茎叶中Pb的化学形态变化,进一步探讨玉米耐Pb机制.结果表明,本试验中对Pb胁迫耐性最强的玉米品种为郑单958和隆平206,耐性最差的为联创5号.不同浓度Pb胁迫下玉米根、茎叶中Pb主要以无毒的醋酸提取态和盐酸提取态为主,比例高达60%~87%,这一比例根部略高于茎叶;而活性较强的乙醇提取态和水提取态Pb含量两者合计所占比例为6%~20%.100 mg·L-1Pb胁迫下隆平206茎叶中Pb的乙醇和水提取态合计值最低(0.52 mg·kg-1),其次是郑单958(0.93 mg·kg-1),最高的为联创5号(2.78 mg·kg-1);800 mg·L-1Pb胁迫下,郑单958茎叶中Pb的乙醇提取态和水提取态合计值最低,为2.41 mg·kg-1,因此郑单958耐Pb,可能与体内有毒形态Pb向无毒形态Pb的转换有关.     

外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron产漆酶能力及其对外加DDT和重金属的响应

为评价外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)在不同营养条件和污染条件下产漆酶的能力,采用改良的Kottke营养液培养法研究了不同碳氮比、DDT处理和重金属处理对X.chrysenteron漆酶活性的影响,探讨了不同处理对漆酶活性的影响机制。结果表明:(1)X.chrysenteron漆酶粗酶对底物ABTS的米氏常数Km值为0.038 mmol·L-1。在接种X.chrysenteron后,漆酶活性的峰值出现在菌丝生长的稳定期,静置培养63 d后漆酶活性可达118 U·L-1。在静置和振荡条件下,X.chrysenteron在改良的Kottke营养液中的最大产漆酶量均为157 U·L-1,振荡培养不能提高最大漆酶产量。高的碳氮比条件下(葡萄糖与(NH4)2HPO4质量浓度之比为20)可以获得较大的漆酶活性。(2)在培养的第54天,1 mg·L-1 DDT和5 mg·L-1DDT处理的培养基中的漆酶活性相比对照分别提高了0.5倍和1倍,显示出DDT对产漆酶的诱导作用。(3)低浓度(1 mmol·L-1)的不同重金属对X.chrysenteron漆酶活性有不同的影响,在培养的第54天,Cu和Cd能够将漆酶活性分别提高2.6倍和0.3倍,Mn对漆酶活性没有明显的影响,Zn降低了漆酶活性,Hg则完全抑制了漆酶活性。高浓度的Cu(5 mmol·L-1)对漆酶活性的提高不明显,而高浓度的Cd(5 mmol·L-1)则降低了漆酶活性。重金属对X.chrysenteron漆酶活性的影响机制可能包括通过对漆酶基因的诱导或抑制,以及对菌丝生物量的影响,进而对漆酶活性产生影响。研究表明,高的碳氮比、适当质量浓度的DDT处理及低浓度的Cu、Cd处理均能促进X.chrysenteron产漆酶,显示出其在POPs和重金属复合污染环境下对POPs的降解潜力。     

急性铜胁迫对海陆蛙蝌蚪抗氧化效应及金属解毒能力的影响

海陆蛙(Fejervarya cancrivora)是红树林半咸水生境中唯一的两栖动物,为了解铜离子(Cu2+)对该蝌蚪的毒性效应,测定了Cu2+对海陆蛙蝌蚪(38-39期)96 h内半数致死浓度LC50;在此基础上,模拟其野外生存环境,分别设计3个铜暴露组(Cu SO4含量分别为80、160、300μg L-1)和对照组,检测海陆蛙蝌蚪在Cu2+暴露24 h、48 h、72 h、96 h后抗氧化能力、乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性及金属硫蛋白(MT)表达量的变化。结果显示,海陆蛙蝌蚪对Cu2+24 h、48 h、72 h、96 h LC50分别为5.69、3.37、1.34、0.95 mg L-1。在急性胁迫试验中,各暴露组蝌蚪体内超氧化物歧化酶(SOD)、ACh E活性以及MT表达均被抑制,在同一暴露时间下,处理组SOD、ACh E活性和MT含量显著低于对照组;而在Cu2+胁迫下,蝌蚪体内脂质过氧化反应加剧,表现为丙二醛(MDA)含量显著增多,且染毒浓度越大、暴露时间越长,MDA含量越多。除ACh E外,其他指标组染毒时间与浓度间具有显著的互作效应。本研究表明海陆蛙可作为红树林生境质量评价的指示物种,其中SOD、ACh E活性及MDA含量可作为重金属Cu2+毒性效应评估较敏感的评价指标。     

磁性Fe3O4/石墨烯异质结固定漆酶特性及其对水中双酚A的降解研究

以磁性石墨烯为载体制备了磁性石墨烯固定化漆酶,考察了固定化漆酶的酶学特性及其对双酚A（BPA）的降解效能。结果表明,氧化石墨烯的比表面积高达726.34 m2·g-1,与游离漆酶相比,经过石墨烯固定化后漆酶对酸的适应能力、耐热性和贮存稳定性均有所提高,pH值2.0~4.0范围内固定化漆酶活性较为稳定;加入变性剂尿素（1 mol·L-1）后,固定化漆酶的相对活性为87%,游离漆酶相对活性仅为63.02%,固定化导致抗变性剂能力增强。固定化漆酶和游离漆酶活性分别在45和40℃时达到最大值。与游离漆酶相比,固定化漆酶最佳反应温度升高了5℃,且在50℃时,固定化漆酶的相对活性依然保持在95.11%;25℃,pH值4.0条件下保存10 d,固定化漆酶活性为最初活性的82.57%;固定化漆酶具有良好的重复利用性,重复利用10次后,漆酶活性仍为最初活性的82.01%。固定化酶的米氏常数Km为5.38×10-4 mol·L-1,较游离酶的大,说明固定化酶与底物的亲和力比游离酶小。磁性石墨烯固定化漆酶具有良好的吸附能力,可吸附-催化氧化水中的 BPA,且石墨烯良好的吸附作用促进了催化反应,水中BPA质量浓度为15 mg·L-1时,经过18 h反应,BPA的去除率能达到82.14%左右。本研究的结果为石墨烯新型材料固定化漆酶及其应用提供了参考。     

丛枝菌根真菌(AMF)对铯胁迫宿根高粱生长及根际土壤酶的影响

通过盆栽试验研究了接种透光球囊霉(Glomus diaphanum)、摩西球囊霉(Glomus mosseae)、地表球囊霉(Glomus versiforme)及幼套球囊霉(Glomus etunicatum)等4种丛枝菌根真菌(AMF)对铯污染下宿根高粱生长及根际土壤酶活性的影响.结果表明,与未接种对照相比,接种AMF处理均显著增加了宿根高粱的株高和根长,同时增强了过氧化氢酶、蔗糖酶活性及根系活力(P0.05),且以接种G.etunicatum增强效果最好,上述酶活性和根系活力分别相当于对照的1.11、2.25和4.04倍,而接种Glomus diaphanum最显著增强了酸性磷酸酶活性,使其提高了24.53 mg·g-1·d-1·FW(P0.05),宿根高粱对铯的耐性指数均高于对照,说明AMF在一定程度上能缓解铯污染胁迫对根际土壤酶的抑制作用,进而减轻核素铯对植物的毒害;接种AMF处理显著抑制了脲酶活性,表明脲酶可作为反应土壤核素铯污染的一个有效指标.同时也表明AMF有效地增强了宿根高粱对核素铯的耐性能力.     

U及伴生重金属Mn、Pb对土壤酶活性的影响

通过盆栽实验,研究不同浓度条件下U、Mn、Pb对土壤酶(脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化物酶)活性的影响。结果表明:U对四种酶均有抑制作用,其中脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性随着U浓度的增加而降低;Mn对脲酶、磷酸酶有抑制作用,对过氧化物酶则有促进作用,Mn浓度较低时促进蔗糖酶活性,高浓度时则抑制。Pb对脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均有抑制作用,其中对磷酸酶抑制作用最强烈,然而低浓度Pb促进过氧化物酶活性。脲酶、磷酸酶对U、Mn、Pb污染反应更敏感。通过相关性分析、回归分析及生态抑制效应研究,结果表明土壤脲酶和磷酸酶适于作为监测评价土壤U污染的生物指标。脲酶、磷酸酶比蔗糖酶和过氧化物酶更适于表征土壤Mn、Pb污染程度。