镉胁迫下稻田土壤微生物基因多样性的DGGE分子指纹分析

采用现代分子生物学技术,避开传统的分离培养过程,探讨重金属镉污染条件下稻田土壤微生物种群的基因多样性.经过直接从土壤中抽提总DNA,并对总DNA中16S rDNA及其中 V3可变区序列作PCR扩增、变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析等,对镉胁迫下稻田土壤总DNA、微生物种类分布进行了初步的研究,发现不同浓度镉胁迫下稻田土壤间的菌种有明显差异,DGGE技术可以用于污染环境下微生物多样性研究.同时对DGGE分子指纹图谱的生物信息学分析作了初步尝试,为污染环境下土壤微生物多样性研究提供了新的实验方法与依据.     

不同水稻品种在镉铅胁迫下的吸收积累特性

选取20个水稻品种作实验材料,盆栽条件下研究镉-铅复合胁迫下水稻积累镉、铅的差异。研究发现沈稻529号在复合胁迫下,糙米中铅镉含量均符合国家规定的粮食卫生标准,初步认为沈稻529号具有成为铅镉复合低积累特性的潜力,进一步验证后,可用于轻度污染的耕地上种植生产。     

渗透胁迫下两种生物质能源植物的抗渗透胁迫能力及稳定碳同位素组成

本研究以麻疯树(Jatropha curcas L.)和油桐(Vernicia fordii H.)幼苗为材料,考察了麻疯树和油桐幼苗的生理指标和稳定碳同位素组成对渗透胁迫的响应情况。结果表明,麻疯树比油桐更具有抗渗透胁迫能力,主要体现在:随着渗透胁迫程度的加剧,麻疯树叶片相对含水量与叶绿素含量的下降幅度均小于油桐,脯氨酸含量和可溶性糖含量的增加幅度高于油桐,相对电导率的上升幅度小于油桐;随着渗透胁迫程度的加剧,两种植物幼苗叶片的δ13 C值也都显著升高,但是在同一渗透胁迫水平下,麻疯树幼苗叶片的δ13 C值较油桐高,表明其拥有较高的水分利用效率,能够在干旱胁迫下更好地生长,暗示着植物叶片的δ13 C值在一定情况下可以表征植物的抗旱性。     

玉米光谱小波奇异熵的铜污染监测研究

不同浓度铜离子(Cu2+)胁迫梯度下的玉米叶片光谱存在细微差异,但传统的光谱相似性测度方法难以区分健康的与受污染的玉米叶片光谱间的变异信息.为此,本文结合小波变换和奇异熵理论,构建小波奇异熵(Wavelet Singular Entropy,WSE)方法用于Cu2+胁迫下的玉米污染程度分析与污染监测.通过设置不同浓度Cu2+胁迫梯度下的玉米盆栽实验,依据玉米叶片的光谱测量数据和所测定的叶片中Cu2+含量,并与绿峰高度(Green-peak Height,GH)和红谷吸收深度(Red-valley Depth,RD)光谱特征参数法污染监测应用结果进行对比分析,研究WSE方法的Cu2+污染监测效果.结果表明,WSE值与Cu2+胁迫梯度、玉米叶片中Cu2+含量呈显著正相关,WSE值大小能够较好地表征叶片光谱的污染信息奇异性及其污染程度.     

基于PM2.5的中国雾霾灾害风险评价

基于雾霾胁迫、人口暴露和适应能力,结合遥感数据与统计数据,对2014年中国286个地级及以上城市的雾霾灾害风险进行评价,在此基础上,识别雾霾灾害风险热点区的风险主导因子.结果表明:中国城市雾霾灾害风险整体水平不高且内部差异显著,雾霾灾害风险大体呈"东高西低、北高南低"的空间布局特征.雾霾灾害风险热点区范围涵盖96个城市,占据国土面积92.4万km~2,波及人群数量5.9亿.风险主导因子分区方面,适应能力主导区分布在汕头、揭阳、邵阳、娄底、玉林、汕尾、达州、巴中、天水、昭通、潮州和贵港等12个城市;雾霾胁迫主导区分布在郑州、上海、成都、泰州、济南、西安、武汉、鄂州、南京、扬州、天津、无锡、嘉兴、南昌、常州、芜湖、淄博、合肥、镇江、黄石、马鞍山、南通和日照等23个城市,其余61个城市则属于雾霾胁迫-适应能力综合主导区.     

施肥对新银合欢幼苗抗旱适应性的影响

新银合欢是水利水电工程边坡修复中最常用的物种之一。采用室内控制方法研究施肥条件对新银合欢幼苗抗旱性的影响。结果表明:在水分充足条件下,施肥可以促进新银合欢幼苗的快速生长和生物量的积累;干旱条件下,随着施肥量的增加,新银合欢幼苗植株的叶绿素a/b、可溶性糖、游离脯氨酸和SOD含量均快速增加,而电导率和MDA却显著下降,这些指标均显示氮肥的添加可以显著提高新银合欢幼苗对干旱的适应性。但当施肥量超过1.72 g/株时,各项生理指标又呈反向变化趋势,说明过多施加氮肥会加剧新银合欢幼苗的水分利用难度。因此,施加氮肥可以有效提高新银合欢幼苗对干旱的适应性,但施肥量不宜超过1.72 g/株。     

一株内生真菌单独及与水稻联合降解菲的研究

对一株植物内生真菌拟茎点霉(编号B3)单独降解菲的条件及与水稻联合降解菲进行了研究.结果表明,乳糖和蛋白胨浓度均为10g/L、愈创木酚作为诱导物时,B3菌株10d内对初始浓度为100mg/L菲降解率达52.54%.该菌对菲的降解与菌丝生物量、胞外木质素降解酶类无明显关系,其分泌的漆酶作用底物表现出一定的特殊性.B3菌株与其共生植物水稻联合培养有利于对菲的降解,30d后菲残留浓度仅为无菌对照组的8.40%.水稻感染内生真菌B3后对菲胁迫表现出一定的缓解作用.     

埃格草(Egeria densa)对铵氮胁迫的生长和生理响应

为了解富营养水体中NH₄+-N胁迫对埃格草（Egeria densa）的影响,通过室外模拟试验,研究了埃格草在不同ρ（NH₄+-N）（0、0.5、2.0 mg/L）下的RGR（relative growth rate,相对生长率）、R/S（root/shoot ratio,根冠比）、w（SC）（SC为可溶性糖,soluble sugar）、w（淀粉）、w（蔗糖）、w（FAA）（FAA为游离氨基酸,free amino acid）、w（NH₄+-N）和w（NO₃--N）的变化.结果表明:随着外源ρ（NH₄+-N）的增加,埃格草的RGR和R/S呈降低的趋势,并且在ρ（NH₄+-N）为2.0 mg/L时显著降低（RGR为P < 0.001,R/S为P < 0.05）;埃格草中w（SC）和w（淀粉）在ρ（NH₄+-N）为0.5和2.0 mg/L下有不同程度显著降低[w（SC）为P < 0.01和P < 0.001,w（淀粉）为P < 0.001和P < 0.05],w（蔗糖）在ρ（NH₄+-N）为2.0 mg/L时显著降低（P < 0.001）;w（FAA）和w（NH₄+-N）有随外源ρ（NH₄+-N）升高而升高的趋势,并且在ρ（NH₄+-N）为2.0 mg/L时升高显著[w（FAA）为P < 0.01,w（NH₄+-N）为P < 0.05];w（NO₃--N）在ρ（NH₄+-N）为0.5和2.0 mg/L下有不同程度显著降低（P < 0.01和P < 0.001）.相关分析表明,w（SC）、w（淀粉）和w（蔗糖）之间呈显著正相关,三者与w（FAA）和w（NH₄+-N）之间均呈显著负相关,而与w（NO₃--N）呈显著正相关;w（FAA）和w（NH₄+-N）呈显著正相关,而二者与w（NO₃--N）均呈显著负相关.研究显示,NH₄+-N影响埃格草的生长,导致C-N代谢的不平衡.      

外源甜菜碱投加增强高盐废水厌氧氨氧化脱氮性能

废水因含盐量高而导致其生物处理效率降低,对于如何提高高盐环境下的生物处理效率已成为目前的研究热点.采用厌氧氨氧化工艺处理高盐废水,以不同甜菜碱浓度对厌氧氨氧化脱氮效能为研究对象,探讨了甜菜碱对厌氧氨氧化脱氮效能的影响.结果表明：①投加甜菜碱对系统脱氮效能有明显的改善作用,甜菜碱浓度为0.1~0.4 mmol·L^-1时,添加甜菜碱缓解了盐胁迫对厌氧氨氧化菌生长的抑制,也促进了反硝化菌的生长;甜菜碱浓度为0.4~0.5 mmol·L^-1时,推测反硝化菌为优势菌群,但对总氮去除表现为促进作用.甜菜碱浓度大于0.5 mmol·L^-1后,添加甜菜碱已无法缓解盐胁迫对反应器脱氮效能的抑制,最终在甜菜碱浓度0.8 mmol·L^-1时对反应器产生完全抑制.②甜菜碱的添加浓度为0.3 mmol·L^-1时,反应去除效能达到最佳,NH₄⁺-N和NO₂^--N分别提升了16%和32%,NRR提升了26.8%.③在最后的恢复试验中,随着甜菜碱浓度的降低反应器脱氮效能得到快速恢复,NH₄⁺-N恢复到50.6%,NO₂^--N平均去除率为63.7%,NRR恢复到0.65 kg·（m³·d）^-1,这说明甜菜碱对反应器的影响是可逆的.     

镉胁迫下不同小麦品种对镉的积累特性

通过盆栽试验筛选籽粒Cd低积累型小麦品种,为重金属污染耕地安全利用提供技术支撑.试验研究了 119个小麦品种植株各部位分别在1.5 mg·kg-1(低含量)和4.0 mg·kg-1(高含量)Cd污染土壤条件下对Cd的富集和转运特性,并探讨了小麦不同器官Cd含量的相关性和土壤Cd含量与小麦吸收Cd的关系.结果表明:①供试...