植物次生代谢:功能、调控及其基因工程

植物次生代谢物具有多种重要的生物学功能 ,在工农业生产和人们日常生活中具有广阔的应用前景 .随着可持续农业的发展 ,植物次生代谢物的化学生态学功能及其对农产品品质的影响倍受关注 .植物次生代谢调控的生物化学、分子生物学和基因工程已成了当今国际生物界十分活跃的前沿研究领域 .本文仅就植物次生代谢物功能、代谢调控及基因工程研究进行简要的概述 .1　植物次生代谢物的功能1.1　植物次生代谢物的化学生态学功能植物次生代谢物按其合成方式可分为组成型和诱导型两种类型 ,它们在植物与植物、植物与微生物及植物与昆虫之间的关系中行…     

Human risk assessment of As,Cd, Cu and Zn in the abandoned metal mine site

The cancer risk and the non-cancer hazard index for inhabitants exposed to As, Cd, Cu and Zn in the soils and stream waters of the abandoned Songcheon Au–Ag mine area were evaluated. Mean concentrations of As, Cd, Cu, Pb and Zn in agricultural soils were 230, 2.5, 120, 160, and 164 mg kg⁻¹, respectively. Mean concentrations of As, Cd and Zn of the water in the stream where drinking water was drawn was 246 μg L⁻¹, 161 μg L⁻¹ and 3899 μg L⁻¹, respectively. These levels are significantly higher than the permissible levels for drinking water quality recommended by Korea and WHO. The resulting human health risks to farmers who inhabited the surrounding areas due to drinking water were summarized as follows: (1) the non-cancer health hazard indices showed that the toxic risk due to As and Cd in drinking water were 10 and 4 times, respectively, greater than those induced by the safe average daily dosages of the respective chemicals. (2) the cancer risk of As for exposed individuals through the drinking water pathway was 5 in 1000, exceeded the acceptable risk of 1 in 10,000 set for regulatory purposes.     

高效石油降解微生物堆制法处理油污土壤

采用高效石油降解菌复合堆制法来处理油污土壤(土样1和土样2),对过程中的基本参数如温度、pH和水分进行适时的调控;定期分析添加的高效石油降解菌菌数变化以及总油含量变化,结果表明这种堆制方式对油污土壤的修复作用十分明显,扣除其他因素的影响,生物修复的去除率分别为42.9%和44.3%。     

嗪草酮降解菌Rhodococcus sp.MA的降解特性及固定化应用

从农田土壤中分离得到1株嗪草酮高效降解菌株,命名为MA,该菌5 d对50 mg·L^-1嗪草酮的降解率达到74.8%,最适反应温度和pH分别为30℃和7.0.根据表型与生理生化特征及16S rRNA序列分析,将其鉴定为Rhodococcus sp.MA.利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）鉴定菌株MA降解嗪草酮的中间产物为脱氨基嗪草酮.以海藻酸钠为包埋剂,经正交试验表明,3%海藻酸钠、2% CaCl₂、包埋比8：1和固定时间6 h条件下,菌株对嗪草酮的降解效率最高,为71.2%.将固定化菌体细胞用于修复实验,结果表明,未固定化处理的菌液对湖水及池塘水中嗪草酮（15 mg·L^-1）的去除率分别为72.1%和69.9%;固定化处理后可提高对嗪草酮的去除率,分别达到87.3%和82.6%,具有良好的应用前景.     

紫外高级氧化工艺降解水溶液中的人工甜味剂

人工甜味剂（ASs）作为一类新兴污染物在世界范围内的各种水体中被广泛检出,本文选取具有代表性的糖精（SAC）作为研究对象,探讨了紫外/过氧化氢（UV/H₂O₂）和UV/过硫酸盐（PS）两种高级氧化工艺（AOPs）降解SAC的动力学、影响因素、矿化率、转化产物和降解机制.结果表明：单独的UV、PS和H₂O₂对SAC的去除效果有限（去除率<5%）,UV/H₂O₂和UV/PS工艺对SAC的去除效果良好（去除率>99%）且降解符合伪一阶动力学,速率分别为0.38 min^-1和0.09 min^-1.降低溶液pH值、增大PS浓度均可促进SAC降解;但随着H₂O₂浓度的升高,SAC降解效率先增加后减小.相比UV/PS工艺,UV/H₂O₂工艺降解SAC的矿化率更高（可达43%）.产物鉴定结果表明,两种UV-AOPs氧化降解SAC均会生成开环产物,表明反应会破坏SAC分子中的N—S结构.此外,UV/H₂O₂工艺更易生成羟基化产物,二聚体产物仅在UV/PS工艺中被检测到.     

2014~2017年北京城区霾污染态势及潜在来源

统计分析2014~2017年北京城区霾污染发生情况,利用HYSPLIT模式对4年内气流来向进行聚类计算,识别区域内的主要污染传输通道和潜在污染源区分布及变化.结果显示,研究期间北京市城区空气质量状况整体呈改善趋势,灰霾时发生率从2014年的50.6%降至2017年33.7%,灰霾日数由165d降至78d,每年10月到次年采暖结束的3月灰霾发生较为集中.不同强度霾发生频率逐年下降,秋、冬季灰霾发生频率及污染强度均逐步降低.冀东南平原区、太行山东麓以及燕山南麓沿线为京津冀地区的3条主要污染传输通道,传输高度均在近地1000m内,期间通道轨迹对应北京城区PM_2.5平均达124.1μg/m³,其出现频率在2014~2017年逐年减小,并且各年当中同类轨迹所对应的北京PM_2.5均呈逐年下降趋势.北京城区PM_2.5的主要潜在源区从华北平原和渤海天津港区域逐渐缩小至冀中南和鲁西北地区,且传输通道区域污染贡献率逐年降低,有利的天气形势和人为的区域减排是近年空气质量改善的2大主因.     

优势降解菌-光照-铁矿粉联用对高浓度2,4,6-三氯苯酚废水的降解特性

研究了Bacillus cereus WTXJ1-16优势降解菌在不同降解时间、接种量、降解温度、初始pH和转速下对2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的降解特性,初步考察了优势降解菌-光照-铁矿粉联用下对2,4,6-TCP的降解效果。结果表明:浓度为10~8~10~9cfu/m L的WTXJ1-16菌株对初始浓度为100 mg/L的2,4,6-TCP废水的适宜降解条件是接种量为8%(体积分数)、37℃、初始pH 7.5、转速150 r/min和降解60 h。优势降解菌-光照-天然铁矿粉联用实验结果表明,有菌有矿组中光照和黑暗条件下的2,4,6-TCP降解率分别为68.6%和49.4%,比有菌无矿组高出10.3,6.3个百分点,比有矿无菌组高出了60.4,43.0个百分点,说明优势降解菌-光照-天然铁矿粉联用对高浓度2,4,6-TCP废水具有良好降解效果,光照和矿粉对WTXJ1-16优势降解菌具有协同促进作用。     

刺芹侧耳对孔雀石绿的脱色降解及其产物分析

以白腐真菌刺芹侧耳(Pleurotus eryngii-Co007)为染料脱色菌株,研究三苯甲烷染料孔雀石绿的浓度、脱色p H、脱色温度及脱色时间对染料脱色的影响,并对降解产物进行紫外-可见吸收光谱分析、红外光谱分析、GC-MS分析和植物毒性实验,以揭示孔雀石绿可能的降解路径及其产物毒性.结果表明:在p H 6、30℃条件下,P.eryngii-Co007脱色降解200 mg·L-1孔雀石绿,9 h脱色率可达98.22%;孔雀石绿的降解产物主要包括4-(二甲氨基)二苯甲酮、4-(甲氨基)二苯甲酮和4-氨基二苯甲酮;推测孔雀石绿可能的降解路径为孔雀石绿中心碳的羟基化反应,随后中心碳迅速发生碳-碳键断裂,产生4-(二甲氨基)二苯甲酮,4-(二甲氨基)二苯甲酮经过两个连续的N-去甲基化过程,分别产生4-(甲氨基)二苯甲酮和4-氨基二苯甲酮;植物毒性实验表明,P.eryngii-Co007对孔雀石绿有较好的脱毒作用.综上,P.eryngii-Co007能高效脱色降解高浓度的孔雀石绿,同时可显著降低染料对植物的毒害作用.     

Efficient photocatalysis of tetracycline hydrochloride (TC-HCl) from pharmaceutical wastewater using AgCl/ZnO/g-C3N4 composite under visible light: Process and mechanisms

AgCl/ZnO/g-C₃N₄, a visible light activated ternary composite catalyst, was prepared by combining calcination, hydrothermal reaction and in-situ deposition processes to treat/photocatalyse tetracycline hydrochloride (TC-HCl) from pharmaceutical wastewater under visible light. The morphological, structural, electrical, and optical features of the novel photocatalyst were characterized using scanning electron microscopy (SEM), UV-visible light absorption spectrum (UV–Vis DRS), X-ray diffractometer (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and transient photocurrent techniques. All analyses confirmed that the formation of heterojunctions between AgCl/ZnO and g-C₃N₄ significantly increase electron-hole transfer and separation compared to pure ZnO and g-C₃N₄. Thus, AgCl/ZnO/g-C₃N₄ could exhibit superior photocatalytic activity during TC-HCl assays (over 90% removal) under visible light irradiation. The composite could maintain its photocatalytic stability even after four consecutive reaction cycles. Hydrogen peroxide (H₂O₂) and superoxide radical (^·O₂) contributed more than holes (h⁺) and hydroxyl radicals (^·OH) to the degradation process as showed by trapping experiments. Liquid chromatograph-mass spectrometer (LC-MS) was used for the representation of the TC-HCl potential degradation pathway. The applicability and the treatment potential of AgCl/ZnO/g-C₃N₄ against actual pharmaceutical wastewater showed that the composite can achieve removal efficiencies of 81.7%, 71.4% and 69.0% for TC-HCl, chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) respectively. AgCl/ZnO/g-C₃N₄ can be a prospective key photocatalyst in the field of degradation of persistent, hardly-degradable pollutants, from industrial wastewater and not only.     

泰乐菌素的微生物降解途径及其降解产物研究

研究了越南伯克霍尔德氏菌(Burkholderia vietnamiensis)对泰乐菌素的降解能力,并通过对降解产物的分析,推测了泰乐菌素的微生物降解途径.在自主筛选驯化分离到1株泰乐菌素高效降解菌B.vietnamiensis的基础上,采用高效液相色谱法测定其在不同条件下降解泰乐菌素的能力,并利用制备液相色谱分离纯化降解产物,质谱鉴定其结构.实验结果表明:B.vietnamiensis能高度耐受并快速降解泰乐菌素,用B.vietnamiensis处理初始浓度为50、100、200、300、400或500 mg·L-1的泰乐菌素培养基7 d,泰乐菌素的降解率均达到99%以上.B.vietnamiensis降解泰乐菌素的可能途径是:泰乐菌素A首先脱去碳霉糖转化为泰乐菌素B,然后分子中内酯键和醛基再经水解和还原生成2个新的降解产物.研究结果为泰乐菌素微生物降解机制的研究以及在此基础上降解酶的确定提供有价值的技术参考.