NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

高效降解青霉素菌的筛选鉴定及降解效果研究

从哈尔滨制药总厂的青霉素发酵药渣中富集筛选出6株青霉素耐受菌株,经驯化后,采用高效液相色谱法检验其对青霉素的降解效率,经比较得到一株青霉素高效降解菌株,编号为JZ6。青霉素浓度300 mg/L,30℃,p H6.7,121 r/min条件下恒温震荡培养24 h后,在青霉素做唯一碳源情况下,青霉素几乎不被降解,外加碳氮源后降解率可达到99.98%。对其进行电镜扫描和16SrDNA序列分析,鉴定其属于洋葱伯克霍尔德菌属(Burkholderia cenocepacia),16SrDNA序列长度为1451bp,在Gen Bank登录号为KF826288。     

固定化混合微生物对Cr(Ⅵ)的去除效应

为获得低成本高效率的固定化微生物处理Cr(Ⅵ)废水体系,从混合微生物种类和固定化技术等方面对Cr(Ⅵ)的微生物去除效应进行了试验研究.首先筛选出对Cr(Ⅵ)具有较高去除能力的混合菌株组合,然后采用海藻酸钠(SA)固定法进行混合菌株固定化,考察混合微生物和固定化混合微生物技术对Cr(Ⅵ)的去除效应.结果表明:HB(Bacillus subtilis var.)菌株对Cr(Ⅵ)有较好的去除能力,在40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率可达98％左右,其次为Ua(Bacillus atrophaeus)菌株,最后为xJ-Ⅱ(Bacillus subtilis)菌株;混合菌株组合中,HB菌与XJ-Ⅱ菌组合和HB菌与Ua菌组合对Cr(Ⅵ)的去除效应较好,在60 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率可达92％;混合菌株经固定化处理后,HB菌与Ua菌组合对Cr(Ⅵ)的去除率仍很高,在40 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中其去除率可达到98％.可见,混合微生物能有效地提高固定化微生物技术对Cr(Ⅵ)的去除效应,且固定化混合微生物技术有望在铬污染废水中得到广泛应用.     

纳米材料对环境中微生物活性的影响研究

研究纳米材料对环境中微生物细胞活性的影响可为纳米材料的生物安全性评价提供一定的理论基础.以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试生物,采用电导率仪测定细菌培养液电导率变化,分别研究了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe3O4、纳米SiO2、纳米二氧化钛载银、纳米磷酸锆载银、纳米棕色银对细菌细胞膜通透性的影响.结果表明,纳米材料对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌细胞活性影响更大;同种纳米材料,粒径越小,对细菌的细胞活性影响越强;对细菌细胞活性影响最大的是纳米棕色银,对细菌细胞活性影响最小的是纳米SiO2和Fe3O4.     

铬胁迫下再力花的生长、铬积累及亚细胞分布

在小型模拟湿地系统开展盆栽实验,研究Cr(Ⅵ)胁迫对再力花(Thalia dealbata)的生长、各器官中Cr含量、积累量及其亚细胞分布的影响。结果表明,Cr胁迫下各器官生物量表现为:根>茎>叶,且在铬处理浓度为40 mg/L时各种生长指标(包括株高、根长、生物量)均达到最大。随着Cr胁迫浓度的增加,再力花根、茎、叶中Cr含量显著增加。在相同Cr浓度处理时,Cr含量和积累量总趋势为:根>茎>叶。再力花根、叶中Cr大部分存在于细胞壁、胞液中,少量分布在细胞器中,分布趋势为细胞壁>胞液>细胞器。然而,茎中Cr大部分存在于细胞器中(51.97%~61.19%),在细胞壁和胞液中较少。再力花对铬的耐性指数和滞留率随着Cr处理浓度的增加而显著上升,且Cr转运系数较低,根部对Cr的固持能力较强,而且地上部分(叶、茎)对铬的富集系数较高(最大值为3.05)。综上,再力花具有较强的铬积累力与耐受力,在修复水体重金属铬污染中具有潜在的应用价值。     

根际微生物对土壤有机物修复现状和发展

由于耕种需要、污灌、垃圾渗滤液、环境事故等原因大量的有机污染物进入土壤。因为良好的环境效益、社会效益和经济效益,利用植物修复有机物污染土壤已经成为国内外研究的重点和热点。在分析植物和根际微生物作用关系及其对有机物污染修复作用机理基础上,进一步探讨了植物和根际微生物对有机污染物的修复原理、修复效果和修复途径以及植物和根际微生物选择机理。最后根据目前研究的热点和土壤污染的特点,全面阐述了土壤有机物污染利用根际微生物进行修复的发展前景和发展趋势。     

热带海洋酵母生物电极在BOD传感器中的应用研究进展

介绍了BOD传感器的构造和基本原理,综述了目前国内外该领域的研究进展。进一步结合三亚热带近海养殖特点,提出了海洋酵母菌株构建的高灵敏度生物电极应用于BDO传感器的研究思路和工作方向。     

二氧化硫对心肌细胞线粒体损伤的分子机制探讨

采用Wistar大鼠作为模型进行整体动物动式吸入染毒,在大鼠吸入不同浓度SO2(0、7、14、28 mg·m-3,7 d,6 h·d-1)后,采用荧光定量PCR技术检测心肌细胞中由线粒体DNA(mtDNA)编码的细胞色素C氧化酶和ATP合酶的几种亚基及调控线粒体呼吸链组分的核转录因子PGC-1α、NRF-1和mtTFA的mRNA水平.结果发现,SO2染毒后,随着SO2浓度的升高,大鼠心肌中细胞色素C氧化酶3种亚基(CO1、CO2、CO3)和ATP合酶两种亚基(ATP68)mRNA表达水平均显著降低,调控基因PGC-1α、NRF1和mtTFA的mRNA表达水平也显著降低.提示大鼠吸入SO2后,可能通过降低心肌中PGC-1α表达,影响其与NRF1结合及对mtTFA调控,进一步抑制线粒体基因组的转录,最终可能使大鼠心肌线粒体的氧化磷酸化功能受损,进而引起心衰等心血管疾病.     

Isolation, identification and arsenic-resistance of Acidithiobacillus ferrooxidans HX3 producing schwertmannite

Schwertmannite, a ubiquitous mineral present in iron oxyhydroxides formed in iron- and sulfate-rich acid media, favors incorporation of some toxic anions in its structure. We reported an iron-oxidizing bacterial strain HX3 from a municipal sludge that facilitates the formation of pure schwertmannite in cultures. Ferrous iron oxidation by the isolated strain HX3 was optimum at an initial pH of 2.0-3.3 and temperature of 28-35°C. Pure schwertmannite was found through bacterial oxidation of ferrous iron at an initial pH 2.8and temperature 28°C. Following 16 S rDNA gene sequence analysis the bacterial strain HX3 was identified as Acidithiobacillus ferrooxidans. The arsenic-resistance A. ferrooxidans HX3 showed the potential of environmental application in arsenic removal from the As（Ⅲ）- and iron-rich acid sulfate waters directly by As（Ⅲ） adsorption or the formation of schwertmannite in the environment.