A review on completing arsenic biogeochemical cycle：Microbial volatilization of arsines in environment

Arsenic （As） is ubiquitous in the environment in the carcinogenic inorganic forms, posing risks to human health in many parts of the world. Many microorganisms have evolved a series of mechanisms to cope with inorganic arsenic in their growth media such as transforming As compounds into volatile derivatives. Bio-volatilization of As has been suggested to play an important role in global As biogeochemical cycling, and can also be explored as a potential method for arsenic bioremediation. This review aims to provide an overview of the quality and quantity of As volatilization by fungi, bacteria, microalga and protozoans. Arsenic bio-volatilization is influenced by both biotic and abiotic factors that can be manipulated/elucidated for the purpose of As bioremediation. Since As bio- volatilization is a resurgent topic for both biogeochemistry and environmental health, our review serves as a concept paper for future research directions.     

Hg2+、Cd2+及其复合胁迫对伊乐藻的毒害

利用水生微宇宙系统研究了不同浓度的Hg2 、Cd2 单一及复合处理对伊乐藻可溶性蛋白质浓度、叶绿素含量、叶绿素a/b比值,以及生产力和呼吸作用的影响.可溶性蛋白质和叶绿素含量在低浓度胁迫时(Hg2 ≤2.5μmol/L,Cd2 ≤10μmol/L,Hg2 Cd2 ≤1.25μmol/LHg2 5μmol/LCd2 )略有升高,之后随胁迫的增强而持续下降,两者呈负相关;叶绿素a/b比值、净生产力、呼吸强度随离子浓度增加不断下降,除呼吸强度外,两者也呈负相关.Hg2 对伊乐藻的毒性是Cd2 的4倍左右(以摩尔浓度计).两者共同作用时,对可溶性蛋白和叶绿素含量以及净生产力的影响有协同效应,对呼吸作用的影响有相加效应.     

兽用抗生素胁迫对空心菜的影响研究

考察了土霉素(OTC)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)和环丙沙星(CIP)3种兽用抗生素对空心菜(pomoeaaquatica Forsk根系活力、叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性等生理特性的影响,并分析了抗生素在空心菜体内的累积情况.试验结果表明,较低浓度抗生素(＜1.0 μg·L-1)对空心菜的生长具有刺激效应;较高浓度抗生素(＞50 μg·L-1)对空心菜的生长则具有抑制作用.当抗生素浓度大于1.0 μg·L-1时,空心菜的根系活力受到抑制;当抗生素浓度大于50 μg·L-1时,空心菜的叶片叶绿素含量及抗氧化酶活性均受到抑制;当抗生素浓度大于500 μg· L-1时,空心菜体内的蛋白质含量减少.另外,OTC、SM2和CIP 3种抗生素在空心菜内的累积量不同,其累积量依次为CIP＞ SM2＞ OTC.抗生素在空心菜内的分布也存在较大差异,根部3种抗生素的含量均明显高于茎和叶片.     

长江经济带环境污染胁迫的驱动因素及空间效应

污染物排放基数大、内生与跨区排污累积是长江经济带污染防治面临的严峻现实,高强度环境污染胁迫过程已成为当前生态文明建设的重要障碍.本文以长江经济带127个地市级及以上单元为实证案例,选取化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物4项污染物指标,在基于熵值法的环境污染胁迫指数（EPSI）测度基础上,采用空间杜宾模型,定量分解环境污染胁迫的驱动因素及空间效应,为制定面向污染源管控的环境规制提供科学参考.研究发现：①2011—2015年长江经济带环境污染胁迫程度降低4.8%,胁迫程度由上游向下游递增,其中,上游干流、太湖流域及下游干流的胁迫程度较为突出.②长江经济带环境污染胁迫程度整体趋稳、局部改善,高污染胁迫区在长三角地区集中分布,滇川贵渝、湘鄂赣、江浙沪皖等交界地区,以及昆明至重庆一带已形成的高胁迫区亦是未来管制重点.③环境污染胁迫过程具有显著空间溢出效应,本地胁迫程度增加的同时引起邻地胁迫加剧.随着环境管控趋紧,长江经济带环境污染胁迫的外部性有所缓解.④人口规模和城镇化水平是驱动本地胁迫程度提升的重要因素,二者还通过空间溢出效应作用于周边地区,而工业化、农业经济份额、内外资等因素仅能作用于本地的环境污染胁迫过程.长江经济带环境污染胁迫驱动因素的多元化趋势表明,应实施系统化、源头化综合治理以缓解环境污染胁迫态势,需引导绿色生产生活方式、提升建设开发行为的环境效益、规避外资驱动的跨区污染转移、发挥国有资本在环境处置与保护过程中的示范作用.     

不同质量浓度氨氮对轮叶黑藻和穗花狐尾藻抗氧化酶系统的影响

在不同质量浓度(0、0.2、1.5、2.0、4.0、8.0 mg·L-1)氨氮条件下,对沉水植物轮叶黑藻[Hydrilla Verticillata(L.f) Royle]和穗花狐尾藻[Myriophyllum spicatum L.]的蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性变化进行了研究.实验结果显示,当氨氮质量浓度为0.2 mg·L-1时,为轮叶黑藻的适宜生长质量浓度,表现为常用的膜脂过氧化指标MDA含量和SOD活性均变化比较平缓,且蛋白质含量增加,而穗花狐尾藻由酶学指标显示,氨氮质量浓度小于0.2 mg·L-1时对它的正常生理代谢产生了影响;当氨氮质量浓度在1.5～4.0 mg·L-1的范围则对轮叶黑藻产生胁迫作用,而穗花狐尾藻在此质量浓度范围能正常生长;当氨氮质量浓度为8.0 mg·L-1时,高氨氮对2种沉水植物都表现出胁迫效应,且对轮叶黑藻的胁迫作用更强.实验结果表明在进行湖泊水生植物修复时,相对于轮叶黑藻,穗花狐尾藻更适合作为生态恢复的先锋物种.     

Si对盐胁迫下水稻根系活力、丙二醛和营养元素含量的影响(Effects of Si on the Index of Root Activity, MDA Content and Nutritional Elements Uptake of Rice under Salt Stress)

为深入了解盐胁迫下外源硅(Si)对水稻生长的作用,采用溶液培养法研究了外源Si对盐(NaCl)胁迫下野生型水稻和硅突变体水稻(不能正常吸收Si)营养元素和生理指标的影响.结果表明:1)外源Si可显著提高盐胁迫下两种水稻的生物量.当NaCl的浓度为100mmol·L-1时,添加1.0mmol·L-1的Si可使野生型水稻茎叶和根系干重提高12.81%和15.25%,硅突变体水稻茎叶干重提高12.31%.2)外源Si可提高盐胁迫下两种水稻茎叶和根系中营养元素含量,降低Na的含量.3)外源Si可显著降低盐胁迫下野生型水稻叶片MDA含量,但对突变体水稻叶片MDA含量影响不大.4)外源Si可显著提高盐胁迫下两种水稻的根系活力.盐胁迫下,与不加Si的对照相比,添加1.0mmol·L-1的Si可分别使野生型和突变体水稻根系活力指数提高60.47%和42.42%.     

链格孢菌对白车轴草抗旱性的影响

在盆栽自然水分干旱胁迫条件下,研究了接种链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)抗旱性相关的生理生化指标的影响,结果表明:接种组与对照组叶片的电导率(EC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量均与干旱处理时间呈显著正相关,而叶片相对含水量(RWC)、抗坏血酸(ASA)含量与处理时间呈显著负相关。链格孢菌的侵染能促进干旱胁迫下白车轴草叶片EC和MDA含量的增加,延缓Pro的积累,加速叶片RWC和ASA含量的降低。到达干旱处理的第6天,接种组的EC、MDA含量分别比对照高20.06%、68.79%(p<0.05),而RWC、Pro含量和ASA含量分别比对照低7.03%、25.3%、77.43%(p<0.05)。此外,接种组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均于处理的第4天开始显著低于对照;过氧化氢酶(CAT)活性也于处理的第6天下降并显著低于对照,为对照的79.79%(p<0.01)。表明链格孢菌会降低干旱胁迫下白车轴草的渗透调节能力和保护酶的活性,加剧活性氧的积累和膜脂过氧化程度,使白车轴草的抗旱性降低。     

镉胁迫下杂交稻2品种幼苗的抗性及镉含量的差异

以"两优培九"、"汕优63"杂交稻三叶期幼苗为材料,比较了镉胁迫对生长量,及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性、丙二醛(MDA)含量、光合速率、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及不同器官镉含量的变化。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"幼叶光合速率和PSⅡ电子传递活性降低幅度较小,生长量较高;"两优培九"保护酶系统活性较高,MDA含量升高幅度较小;"两优培九"地上部分镉含量较低、根系含量较高。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"根系的生长速率较高,抗镉胁迫的能力较强。     

酸雨胁迫下铈、镧对萝卜保护酶系统影响的比较

溶液培养条件下,研究了酸雨胁迫条件下萝卜(Raphanus sativusL.,一点红)保护酶系统的响应及稀土元素镧、铈的防护作用,并就镧、铈的防护作用进行了比较。结果显示:酸雨导致萝卜保护酶系统的SOD、CAT、POD酶活性总体水平发生变化,SOD、POD活性增强,CAT活性减弱。w(La)=30mg·kg-1、w(Ce)=40mg·kg-1的施用降低了SOD、POD活性水平,增强了CAT活性,减弱了由于酸雨胁迫对萝卜幼苗保护酶系统所造成的影响,且镧的总体防护效应优于铈。这表明,适宜种类、适当剂量的稀土可以诱导植物抗逆性,促进其生长,降低酸雨胁迫损伤。     

低温胁迫下香菇基因表达差异研究

香菇为变温结实型担子菌,为探讨低温胁迫诱导香菇子实体形成的分子机理,应用mRNA差异显示技术对低温胁迫下香菇菌丝体基因表达差异进行了比较.电泳差异展示结果表明,低温胁迫前后基因表达在数量水平和质量水平上都存在显著差异,数量水平的差异表现为低温胁迫过程中表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)增强表达或减弱表达;质量水平上的差异表现为低温胁迫使部分ESTs特异诱导表达或沉默表达.差异ESTs的类型比较和多态性分析发现,低温胁迫处理6~12h可能是诱发香菇原基发生的关键时段.本文还对显著差异表达的基因片段进行序列分析和Northern杂交验证,初步讨论了低温胁迫时间在调控香菇子实体发生中的作用.图4表2参13