应用与环境生物学报 /oa 大宝山排土场植物稳定修复对模拟酸雨重金属淋溶的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201812063 以广东省韶关市大宝山排土场多金属重度污染土壤为研究对象,通过模拟酸雨淋溶实验,探究淋溶对植物稳定修复(土壤改良+种植红麻/苎麻)后土壤重金属迁移的影响. 结果表明,在土柱上层(0-10 cm)土壤中施加0.4%石灰+0.2%有机肥,能显着提高淋出液pH值,并大幅度降低0-10 cm土壤中的重金属有效态含量;种植红麻和苎麻处理后,淋出液pH值较空白组显着提高,淋溶液淋失量相较于空白处理分别减少了32.5%和12.4%,淋出液中铅、锌、铜、镉重金属含量分别降低了65.2%和71.3%、81.6%和78.5%、79.4%和71.7%以及86.7%和85.3%;且种植红麻、苎麻后,土柱下层(21-30 cm)的土壤铅、锌、铜、镉重金属有效态含量相较于空白处理分别降低了16.3%和22.9%、30.5%和17.9%、18.8%和32.5%以及38.1%和29.7%. 因此,种植红麻、苎麻不仅能显着降低径流淋溶失量,而且降低了淋出液中重金属含量,减轻了淋出液对地下水造成的污染;在模拟酸性降雨条件下,种植红麻、苎麻并施用改良剂处理重金属污染土壤的模式在植物稳定修复方面具有较好的应用潜力. (图7 表6 参42) 2019年06月25 00:00 2019年03期 473 481 1212300 蓝莫茗,张鹏,高艺纯,杨文俊,汤叶涛,仇荣亮 尼泊尔酸模与珠芽蓼对铀矿修复区重金属的累积及化学形态特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201901009 为了解蓼科植物对铀矿区铀及伴生金属的富集、耐受机制,选择若尔盖铀矿修复区的两种蓼科优势植物珠芽蓼(Polygonum viviparum)和尼泊尔酸模(Rumex nepalensis),研究它们对铀及伴生金属的累积特征及其在植物组织中的化学赋存形态. 通过实地采样,分析珠芽蓼和尼泊尔酸模的重金属含量,并采用化学试剂连续提取重金属元素. 结果显示,该区域受铀、镉、砷、锌、铜重金属污染;区域污染差异为I(露天采矿点)> II(人工修复区)> III(附属河流);单因子指数和综合指数表明露天采矿点和人工修复区污染严重. 采样区域植物体内的锌、镉、铜、铅含量都超过植物重金属含量正常范围. 尼泊尔酸模对铀的转移系数和生物富集系数分别可达为16.03和1.11,而珠芽蓼的富集系数和转移系数分别为14.85和3.83 ,珠芽蓼和尼泊尔酸模适用于铀污染土壤的生态修复. 尼泊尔酸模中铀元素以去离子水提取态为主,该植物铀的高富集量可能与有机酸有关,其他重金属以醋酸盐和盐酸提取态为主;珠芽蓼中大部分的重金属以迁移性较低的盐酸提取态、醋酸提取态和氯化钠提取态存在. 因此,珠芽蓼和尼泊尔酸模对该铀矿修复区铀多金属胁迫具有良好的耐受与吸附性能;重金属以不活跃的化学赋存形态存在可能是两种蓼科植物应对重金属胁迫的重要耐受机制. (图4 表5 参40) 2019年06月25 00:00 2019年03期 482 490 3286806 李若飞,董发勤,杨刚,张伟,刘明学 富营养条件下水培旱柳对锌和铜的富集特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201812047 以旱柳(Salix matsudana Koidz)为研究对象,采用水培方法,研究富营养化条件下重金属污染对旱柳的生长特性、生理指标以及重金属富集的影响. 结果表明:50 μmol/L铜(Cu)处理会显着抑制旱柳生长并引起相应的生理活动,表现为干重、相对生长速率(RGR)、耐性指数(TI)及光合色素含量降低,丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性升高,且50 μmol/L Cu对旱柳的毒害远大于50 μmol/L锌(Zn). 随着氮(N)、磷(P)浓度提高,旱柳生物量提高,MDA含量和POD活性降低,重金属对旱柳的毒害得到缓解. Cu和Zn主要富集在旱柳根部(插条新生根,下同),但随着N、P浓度的提高,旱柳根部富集Cu和Zn的量显着减少. Cu会增加旱柳根部对Zn的富集,显着降低Zn的转运系数,抑制Zn向新生枝条转运. 3种N、P组合(N0 + P0、N1.5 + P0.18和N15 + P1.8,下同)下,与Zn50处理相比,Zn50 + Cu50处理下Zn转运系数分别显着降低了62.8%、57.0%和77.9%(P < 0.05);Zn会减少旱柳根部对Cu的富集,显着提高Cu的转运系数,促使Cu向新生枝条部转运. 3种N、P组合下,与添加Cu50的处理相比,Zn50 + Cu50处理下Cu的转运系数分别显着提高了26.0%、62.9%和42.9%(P < 0.05). N、P浓度的提高会促使Zn向新生枝条部转运,与N0 + P0 + Zn50相比,N1.5 + P0.18 + Zn50和N15 + P1.8 + Zn50处理下Zn的转运系数分别显着提高了45.6%和247.3%(P < 0.05),而对Cu的转运无显着影响. 综上,旱柳插条对Cu和Zn具有很强的富集能力,N、P浓度的提高可在一定程度上缓解重金属对旱柳的毒害,减少新生根对Cu和Zn的富集并促使Zn向新生枝条转运. (图9 表2 参38) 2019年06月25 00:00 2019年03期 491 500 1472156 袁浏欢,万鹏伟,李强,王焱,管鑫,吴小巧,田兴军 种植杞柳在镉污染土壤修复过程中对土壤微生物群落结构和理化性质的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201901016 研究种植杞柳在镉污染土壤修复过程中对微生物群落结构的影响,可为应用杞柳-微生物联合修复镉污染土壤提供理论依据. 以 1年生杞柳扦插苗为试验材料进行盆栽试验,设置4个镉浓度梯度处理(0、50、100以及150 mg/kg),每个处理同时设置种植杞柳组和未种植杞柳组. 种植杞柳1年后收集根际、非根际以及未种植杞柳土壤,对土壤理化性质、不同形态重金属含量进行测定,利用Biolog-ECO平板法对微生物代谢功能多样性进行测定以及利用T-RFLP法对微生物群落结构多样性进行测定. 采用冗余分析(RDA)对微生物群落结构多样性与土壤理化性质、不同形态重金属含量的相关性进行分析. 结果表明,在镉污染处理组中养分含量总体呈现种植杞柳组高于未种植杞柳组,不同土壤来源对6类碳源的平均利用率存在显着差异,碳水化合物和酚酸类相对利用率呈现种植杞柳土壤<未种植土壤,而氨基酸、羧酸、多聚物以及胺类相对利用率都在根际土壤中最高. 对照组与处理组根际微生物丰富度与多样性指数差异不显着,但优势微生物种类明显不同. RDA分析表明,与对照相比,受污染的土壤中微生物与环境因子的相关性更强,可还原态镉与优势菌株B-T-RFs(137)、B-T-RFs(141)等有较强的相关性. 综上,种植杞柳能显着促进镉污染土壤中微生物代谢活性、微生物丰富度指数以及多样性指数,对优势微生物种群、代谢组成有明显影响;影响根际与非根际土壤中优势微生物的主要环境因子不同,污染组微生物受环境影响更大. (图8 表1 参50) 2019年06月25 00:00 2019年03期 501 509 1833578 高卓田,牛小云,周健,王芸,黄大庄 镉胁迫对菜豆叶片抗氰呼吸、抗氧化及PS Ⅱ光合特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807026 为探究镉胁迫下抗氰呼吸(交替途径)对植物体的保护作用和可能存在的作用机制,以菜豆幼苗为研究材料,探讨镉胁迫对菜豆叶片抗氰呼吸、抗氧化和光系统Ⅱ(PS Ⅱ)光合特性的影响,以及抗氰呼吸对PS Ⅱ的影响是否与其参与抗氧化调节作用有关. 结果显示:随镉处理浓度的增加,菜豆叶片抗氰呼吸能力和抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶 (SOD)] 活性以及过氧化氢(H2O2)含量呈现先升高后降低趋势,而超氧阴离子自由基(O2·?)则逐渐显着上升;同时,菜豆幼苗叶片Fv′/Fm′(光适应下PS Ⅱ最大光化学效率)、Y(Ⅱ)(PS Ⅱ实际光化学效率)和qP(光化学淬灭系数)、ETR(PS Ⅱ光合电子传递速率)下降,而叶片非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升. 非镉胁迫条件下,叶面分别喷施H2O2、O2·?消除剂或抗氰呼吸抑制剂未对上述所测叶绿素荧光参数造成不良影响,且H2O2消除剂的施加使得qP和ETR显着提高. 在镉胁迫下,叶面分别喷施H2O2或O2·?消除剂有效缓解了镉导致的PS Ⅱ光化学活性的降低,而抗氰呼吸抑制剂的施加则造成了镉胁迫造成的PS Ⅱ光化学活性的进一步下降以及H2O2和O2·?含量的进一步提高,并导致了CAT、POD、APX抗氧化酶活性水平的降低. 上述研究结果表明,镉胁迫下抗氰呼吸可有效缓解镉胁迫导致的菜豆幼苗叶片活性氧的过量积累和抗氧化酶活性的上升以及PS Ⅱ光化学活性的下降;且抗氰呼吸对PS Ⅱ的保护作用可能与其调节抗氧化的功能有关. (图3 表2 参25) 2019年06月25 00:00 2019年03期 510 516 856631 谢佳佳,赛闹汪青,冉瑞兰,张牡丹,贾凌云,冯汉青 Cu2+、Cd2+胁迫对马来眼子菜光合色素及光合荧光特性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201810003 为全面了解沉水植物受重金属胁迫后光合色素及荧光特性的变化,以马来眼子菜(Potamogeton malaianus)为供试材料,采用不同浓度Cu2+或Cd2+处理,利用丙酮萃取和水下荧光仪原位测定法,研究重金属对植物光合色素含量、光合荧光参数及荧光成像的影响. 结果显示,Cu2+或Cd2+处理下,叶绿素总量(Ct)、叶绿素a(Ca)、叶绿素b(Cb)、类胡萝卜素(Cc)均极显着下降(P < 0.01),且Cu2+对叶绿体的毒害作用比Cd2+更大;最大光化学效率Fv/Fm、潜在光化学效率Fv/Fo、有效量子产量Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数qP也呈极显着下降趋势(P < 0.01),且Cu2+胁迫的影响更显着. Cu2+处理下,调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)和非光化学淬灭系数qN均先增加后降低. 而Cd2+处理下,Y(NPQ)和qN均呈极显着上升趋势(P < 0.01);各处理组非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)差异不显着. Cu2+处理下相对电子传递速率ETR下降更多. 0.5 mg/L Cu2+处理下,马来眼子菜光合色素含量、Fv/Fm、Fv/Fo、Y(Ⅱ)和ETR均比对照组下降显着;0.5 mg/L和1.0 mg/L Cd2+处理下,马来眼子菜具有正常的光合活性. 荧光成像表明叶片受损始于叶边缘,叶脉抗重金属胁迫能力强于叶肉;相同浓度处理下,Cu2+处理对叶片的损伤程度大于Cd2+处理. 上述结果表明马来眼子菜耐Cd2+ 能力强于Cu2+,因此可将其用作低浓度Cd2+污染水域的修复物种. (图5 表3 参38) 2019年06月25 00:00 2019年03期 517 523 1401467 高桂青,简敏菲,卢龙,计勇,王香莲,王岩,王雪茹 镉钝化细菌对水稻幼苗镉吸收的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201812006 为了解根际重金属钝化微生物对作物生长及土壤重金属吸收的影响,将来源于镉(Cd)污染水稻土的镉钝化细菌枯草芽孢杆菌CDR-1、雷氏普罗威登斯菌CDR-2、阿耶波多氏芽孢杆菌CDR-3分别接种到水稻幼苗根际,通过测定水稻苗的生长、生物量及镉含量来分析根际镉钝化细菌对水稻生长及镉吸收的影响. 结果显示,镉钝化细菌CDR-1、CDR-2、CDR-3的Cd2+最低抑制浓度分别为200、200、400 mg/L,其在20 mg/L Cd2+溶液中的镉钝化率均达到100%,且随Cd2+浓度的上升镉钝化率呈现下降趋势. 在5和10 mg/L Cd2+胁迫下,这3株细菌对水稻幼苗的生长有不同程度的影响,并都能显着降低水稻幼苗根和地上部分的镉含量,其中 CDR-1对水稻幼苗的促生降镉作用最优;在0.5、1和2 mg/kg Cd2+胁迫下,CDR-1仍然能显着促进水稻幼苗生长,增加水稻幼苗生物量,并能使水稻幼苗根和地上部分的镉含量降低34.88%-61.63%. 本研究表明Cd2+钝化细菌能够显着降低水稻幼苗的镉吸收量,Cd2+钝化促生细菌CDR-1可应用于镉污染农田土壤的生物修复. (图4 表3 参30) 2019年06月25 00:00 2019年03期 524 531 1417128 谈高维,韦布春,崔永亮,陈香归,闫敏,沈甜,秦诗洁,羊鑫,江鑫,余秀梅 重金属复合污染土壤中耐铅镉微生物的筛选及鉴定 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808028 为获得复合重金属高耐性微生物资源菌株,采集广西桂西北尾矿区重金属污染的土壤样品,采用改良的马丁氏培养基分离和筛选既耐铅又耐镉的高耐性微生物. 结果获得了一株耐铅浓度为1 200 mg/L、镉浓度为120 mg/L的铅镉复合耐性真菌——菌株K-3. 该菌株(K-3)最适生长环境为温度30 ℃、pH值7.0、盐浓度3%. 通过形态结合分子生物学鉴定得知,K-3菌株与已知分类地位的标准菌株Uncultured Westerdykella的18S rDNA 序列一致性为99%. 本研究获得的铅镉复合耐性真菌——菌株K-3是重金属铅和镉的最强双耐真菌之一,可为微生物或微生物联合植物修复重金属污染土壤提供重要的微生物种质资源. (图8 表3 参39) 2019年06月25 00:00 2019年03期 532 538 1471621 徐少慧,蒋代华,史鼎鼎,张蓉蓉,黄智刚,杨钙仁 Wnt信号通路对铅暴露引起的斑马鱼胚胎发育毒性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201901004 铅是环境中常见的污染物,为探讨Wnt信号通路在铅暴露引起的胚胎发育毒性中的作用,将斑马鱼胚胎随机分为10组,每组100个,以铅(0、6、12、24、48 μmol/L)和Wnt信号通路的激活剂HLY78(5 μmol/L)单独及联合处理斑马鱼胚胎4-144 h,利用实时定量PCR技术进行分析. 结果显示,铅单独暴露能够引起wnt3a表达量降低,而HLY78处理能够抑制wnt3a表达量的进行改变,修复Wnt信号通路. 利用EthoVision XT软件获取并分析斑马鱼的自主运动、心率和运动行为等毒性试验的有效参数. 与对照组相比,单独铅暴露组可致斑马鱼胚胎死亡率和畸形率增高,以及孵化率、心率和仔鱼平均活力降低(P < 0.05);加入Wnt信号通路的激活剂HLY78,与单独暴露组相比,死亡率和畸形率显着降低,孵化率、心率和仔鱼平均活力显着升高(P < 0.05). 各组间胚胎的自主运动没有显着差异. 本研究结果表明铅暴露可影响斑马鱼胚胎的发育,使用HLY78激活Wnt信号通路能够显着地缓解铅暴露诱导的这些影响,预示破坏Wnt信号通路可能与铅诱导的发育毒性相关. (图5 参28) 2019年06月25 00:00 2019年03期 539 545 1182021 闫晓涛,桂芳,张金花,司婧,张红 氯化汞对大鲵心脏和胰腺CYP2亚家族成员CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19基因表达的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807025 探究氯化汞(HgCl2)对大鲵心脏和胰腺细胞色素P450 2(CYP2)亚家族成员细胞色素P450 2K1(CYP2K1)、P450 2F3(CYP2F3)、P450 2F5(CYP2F5)和P450 2C19(CYP2C19)基因表达的影响,可为评价HgCl2对大鲵的生态毒理影响提供基础数据. 幼龄大鲵暴露于HgCl2(1、10、100 ng/L)24、48、72 h后,采用qRT-PCR试验分析HgCl2处理不同时间后CYP2亚家族成员CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19在心脏和胰腺中的表达变化模式. 结果显示:HgCl2对大鲵暴露24 h后,大鲵心脏CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19基因表达水平相对于对照组均呈现上升变化趋势,即1 ng/L HgCl2显着诱导了大鲵心脏CYP2K1和CYP2C19基因表达水平(P < 0.05),10 ng/L HgCl2显着诱导了大鲵心脏CYP2F3和CYP2F5基因表达水平(P < 0.05),100 ng/L HgCl2均显着诱导了大鲵心脏CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19基因表达(P < 0.05);大鲵胰腺CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19基因表达水平相对于对照组均呈现下降变化趋势,10、100 ng/L HgCl2均显着抑制了大鲵胰腺CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19基因表达(P < 0.05). HgCl2对大鲵暴露48 h后,大鲵心脏CYP2F5基因表达水平相对于对照组均呈现显着下降变化趋势(P < 0.05),并具有浓度梯度效应;大鲵胰腺CYP2F3基因表达水平受到显着诱导(P < 0.05). HgCl2对大鲵暴露72 h后,与对照相比大鲵心脏和胰腺CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19基因表达均无显着性变化. 本研究表明随着HgCl2暴露时间延长,CYP2亚家族基因表达无显着变化,大鲵心脏和胰腺CYP2亚家族基因CYP2K1、CYP2F3、CYP2F5和CYP2C19表达对HgCl2刺激转变为慢性累积毒性效应;结果可为评价HgCl2对大鲵的生态毒理影响提供基础数据. (图2 表1 参33) 2019年06月25 00:00 2019年03期 546 552 1067908 叶婷,刘亚男,王兴香,曹宇,许抗抗,李灿 长江下游南京段至河口近岸带底栖动物分布格局及影响因素 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809014 长江南京段至河口近岸带底栖动物组成特征是了解长江下游干流生物分布格局和影响机制的重要参考. 2017年4月对长江干流南京段至河口6个江段43个样点的水体理化因子、栖息地和底栖动物开展了调查,共采集和鉴定底栖动物3门7纲17目35科63种. 优势类群是节肢动物和软体动物,优势物种是水丝蚓 Limnodrilus sp.,发现原分布于河口区域的圆锯齿吻沙蚕 Dentinephtys glabra已成为南京段至河口的最常见多毛纲物种. 镇江段物种丰富度和香农多样性均为最高,分别为31和1.71,其次为江阴段,长江北支的物种丰富度和香农多样性最低,分别为12和0.90. 典范对应分析(CCA)表明水污染、适宜生境的退化或消失以及航运是长江下游干流南京至河口段底栖动物群落组成变化的主要影响因子. 因此,长江下游干流底栖动物分布格局明显受人类活动的影响,水污染控制和生境修复等措施有利于底栖动物多样性的保护恢复. (图4 表2 参40 附表2) 2019年06月25 00:00 2019年03期 553 560 1371749 吴聪,徐靖,银森录,谈潮忠,陈凯,高晋,王备新 医疗废物堆置场地土壤抗生素抗性基因组成特征——以华东丘陵地区某医废堆场为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808030 抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)目前已经被认为是一种重要的环境污染物;土壤中存在的微生物代表了ARGs的古老进化起源之一,并且已被认为是临床病原体获得ARGs的重要交换介质. 为测试医疗废物堆置区域的ARGs丰度,在医废堆置区内外采集了共28个土壤样品. 在提取样品中的微生物宏基因组之后,对所提取的DNA进行高通量测序. 将所得序列与抗生素抗性基因数据库进行比对,并通过计算不同类型以及不同亚型的ARGs拷贝数/16S rRNA基因拷贝数评估ARGs的组成. 结果显示,医废堆置区内样本所含的氨基糖苷类、氯霉素类、磺胺类、四环素类ARGs丰度显着高于堆置区外样本(分别达到了0.0134 ± 0.0138、0.00615 ± 0.00747、0.0188 ± 0.0254以及0.00504 ± 0.00292 ARGs拷贝数/16S rRNA基因拷贝数),特别是sul1(磺胺类)、floR(氯霉素类)、catB(氯霉素类)、aph(3’’)-I(氨基糖苷类)和tetG(四环素类)这5类ARGs亚型;同时,医废堆置区内样本有着更高的ARGs多样性(t-test,P < 0.05). 本研究表明医疗废物堆置会显着提高区域内土壤中ARGs的丰度以及多样性,从而增加潜在环境风险. (图7 表4 参34) 2019年06月25 00:00 2019年03期 561 569 3302458 池婷,赵震乾,张后虎,孔德洋 外源活性污泥胞外聚合物对小球衣藻聚集行为的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807027 微藻聚集行为在藻华的治理等方面具有重要作用,也是目前微藻生物燃料收集的瓶颈之一. 以小球衣藻为研究对象,观察污泥胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)对微藻聚集行为的影响,并通过其聚集数据采集、EPS客观特性和微藻的自身响应等方面探究其可能的聚集原因. 结果显示:随着外源性污泥EPS浓度的增大,小球衣藻聚集率从18.4%上升到81.8%,并且在110 mg/L时达到聚集率最大值. 微藻细胞运动速度从26.8 μm/s上升到49.4 μm/s,增大了细胞间的碰撞几率,促进了微藻的聚集. 三维荧光光谱表明,污泥胞外聚合物刺激了微藻色氨酸类蛋白和芳香族类蛋白的分泌,其分泌量与EPS的浓度成正比. 但是外源性EPS溶液Zeta电位变化与微藻的聚集率呈负相关关系,并非微藻聚集原因. 本研究表明外源性污泥胞外聚合物能够促进微藻的聚集,结果可为下一步在分子方面的探究提供实验基础. (图7 表3 参38) 2019年06月25 00:00 2019年03期 570 577 1619771 施华升,沈仁豪,胡振,陈国炜 抗DEP单克隆抗体杂交瘤细胞株的构建 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808025 为构建针对水环境中邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate,DEP)等邻苯二甲酸酯类(Phthalates,PAEs)化合物的免疫学快速检测方法,需获得高效稳定的分泌抗DEP单克隆抗体的杂交瘤细胞株. 以邻苯二甲酸单乙酯(Monoethylphthalate,MEP)-BSA为免疫抗原免疫BALb/c小鼠,间接竞争ELISA测定小鼠血清效价,用细胞融合筛选技术筛选抗DEP单克隆抗体杂交瘤细胞株. 结果显示,实验小鼠免疫血清效价最高能达到1:5 000,经过HAT筛选、复检和亚克隆后得到9个能分泌抗DEP单克隆抗体的细胞株,细胞株上清液效价最高能达到1:10 000,对DEP的抑制率最高能达到86.5%,且其对11种结构类似物的交叉反应率均低于0.1%,特异性较好. 本研究成功构建的杂交瘤细胞株能稳定高效分泌抗DEP单克隆抗体,可为DEP的ELISA检测方法建立及胶体金免疫层析(Colloidal gold immunochromatography assay,GICA)试纸条的研制提供稳定高效的单克隆抗体源. (图8 表2 参23) 2019年06月25 00:00 2019年03期 578 583 1201419 周勇,张佳琪,廖浩祥,马煜宁,程金平 多环芳烃对不同类型稻田土壤硝化潜势及氨氧化微生物的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808011 为揭示多环芳烃(PAHs)污染对我国不同区域稻田土壤氨氧化过程的影响,以8个省市的稻田土壤为研究对象,通过室内培养方式添加菲、荧蒽、苯并[a]蒽等3种PAHs进行28 d的培养实验,探究PAHs对不同土壤类型硝化潜势、氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度和群落结构的影响. 结果显示,8种土壤的理化性质、PAHs降解行为以及AOA和AOB菌群结构和丰度都有所差异,PAHs对硝化潜势的影响也表现为因土而异. PAHs显着抑制了黑龙江(黑土)、山西(褐土)、安徽(黄褐土)和湖南(黄壤)等4种土壤样品的硝化潜势(P < 0.05),显着促进了四川(石灰性紫色土)的硝化潜势,而对北京(潮土)、河南(潮土)和重庆(中性紫色土)土壤则没有显着影响. 荧光定量PCR分析amoA基因的丰度结果表明,在添加PAHs后,AOB的丰度显着增加,而AOA的丰度显着减少. 相关性分析表明土壤AOA的丰度与硝化潜势的变化规律有显着相关性(P < 0.05). 除重庆和四川土壤外,PAHs的添加降低了AOA和AOB群落Shannon多样性指数. 群落结构分析发现PAHs的添加促进了隶属于Nitrosospira cluster 3 的AOB相对丰度增加,而隶属于Nitosomonas cluster 7的AOB相对丰度则降低;然而PAHs对AOA群落结构则没有显着影响. 综上所述,PAHs污染可能通过改变土壤的氨氧化微生物的丰度和群落结构,进而在宏观上影响稻田土壤的硝化能力. (图7 表3 参46) 2019年06月25 00:00 2019年03期 584 592 1912614 李会琳,路璐 长期施用粪肥对水稻土中微生物群落功能多样性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809028 为明确长期施用粪肥对农田土壤碳转化周转的影响,以中国科学院常熟农业生态实验站粪肥长期定位试验田为研究对象,采用Biolog技术探究长期施用高量(9.0 t/hm2)或低量(4.5 t/hm2)粪肥(新鲜猪粪或发酵猪粪)对水稻土(0-40 cm)土壤微生物群落多样性及碳源利用情况的影响. 结果显示,耕层(0-20 cm)土壤所有施肥处理的微生物碳源利用率、Shannon、Simpson和McIntosh指数均显着高于无肥对照处理,且施肥处理的微生物活性与土壤全氮、有机质含量显着相关. 因子分析表明,不同施肥处理碳源利用类型存在差异,主要由主成分I进行解释,方差贡献率为71.31%;醣类和双亲化合物是导致施用粪肥处理与无肥对照间产生分异的主导碳源. 主成分分析发现醣类和羧酸是造成不同土层间样本点差异显着(P < 0.01)的主导碳源. 同时,新鲜粪肥和发酵粪肥处理土壤微生物碳源利用类型的分异主要在5-10 cm土层,低量处理组主要差异碳源为聚合物和醣类,高量粪肥处理组则主要是氨基酸和氨基化合物. 本研究表明虽然不同种类的粪肥及施肥量间存在差异,但长期施用粪肥有助于提高土壤微生物的碳源利用能力和群落多样性,增强土壤有机质的转化周转能力;因此,合理施用粪肥等有机肥对于土壤有机质提升、耕地保育、畜禽粪便资源化都具有重要意义. (图7 表6 参32) 2019年06月25 00:00 2019年03期 593 602 1192573 郭莹,王一明,巫攀,彭双 施肥覆膜对旱地小麦产量形成及土壤有机碳组分的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201901045 针对黄土高原旱地小麦化肥投入过量且养分供应不平衡问题,有必要探究当地冬小麦典型覆膜种植方式下监控定量施肥的增产效应及对土壤有机碳组分的影响. 于2012-2016年通过大田试验,研究农户模式(FP)、监控施肥(MF)、垄膜沟播+监控施肥(RF)、全膜覆土穴播+监控施肥(FH)4种栽培模式对旱地冬小麦群体动态变化、干物质积累、产量形成及土壤有机碳组分的影响. 结果显示:FH处理可显着改善旱地冬小麦的群体结构,基本苗、最大分蘖数和成穗数较传统农户模式分别提高24.8%、24.6%和31.3%(P < 0.05),其干物质积累量增加主要在生育后期,成熟期干物质量较农户模式平均提高43.3%. 不同处理籽粒产量与公顷穗数、千粒重均呈极显着正相关,相关系数分别为0.810**、0.80**,其中FH处理具有最高的公顷穗数和千粒重,较FP处理分别高36.7%和4.8%,进而籽粒产量提高了42.1%. 连续4年监控施肥结合覆膜种植较农户模式可显着提高土壤总有机碳(TOC)含量,其中垄膜沟播种植更有利于土壤轻组有机碳(LFOC)活性组分的增加,而全膜覆土穴播则更有利于土壤重组有机碳(HFOC)稳定性组分的增加. 覆膜种植较监控施肥处理总体上可显着提高颗粒态有机碳(POC)的含量,但不同处理间水溶性有机碳(SWOC)含量差异不显着. 总体上,全膜覆土穴播结合监控施肥可以更好地构建小麦群体结构,提高干物质积累量和籽粒产量的形成,并且可通过增加生物还田量提高土壤稳定性有机碳及总有机碳的增加,更适合黄土高原旱地冬小麦高产高效生产及土壤质量的提升. (图1 表5 参43) 2019年06月25 00:00 2019年03期 603 610 928537 李顺,李廷亮,方玲,何冰,焦欢,李彦 典型菜地土壤剖面N2O浓度、扩散通量与净周转率变化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201901032 利用地下气体原位采集系统-气相色谱法,周年监测休耕裸地与轮作菜地(茼蒿-空心菜-大青菜)7、15、30和50 cm土层N2O浓度变化,旨在探究菜地土壤剖面N2O扩散通量变化和净周转率. 结果显示:菜地土壤剖面N2O浓度呈现较大的时空变异性,轮作菜地7、15、30和50 cm土层N2O平均浓度分别达到休耕裸地对应土层的1.9、8.7、9.2与26.7倍,0-30 cm土层土壤N2O浓度随土层深度增加而增加,30-50 cm土层逐渐降低,表明氮肥施用显着促进了上层土体内N2O的产生. 休耕裸地与轮作菜地4个土层N2O扩散通量(以N计)变幅分别为-354-420 μg m-2 h-1与482-1 510 μg m-2 h-1,其中休耕裸地30-50 cm土层N2O扩散通量为负值,表明该土层N2O以吸收为主. 轮作菜地7-15 cm土层N2O扩散通量最高为1 510 μg m-2 h-1,分别比0-7 cm、15-30 cm与30-50 cm高68.1%、2.5%与36.6%,表明7-30 cm为N2O的主要产生位点. 休耕裸地与轮作菜地0-15 cm土层间N2O净周转率以负值为主,15-50 cm以正值为主,表明N2O的周转在土壤剖面中层(7-30 cm)最快. 综上,N2O浓度在土层中的分布情况为从上到下先增加后减少,主要产生位点于30 cm土层并从该层向其上下层扩散输送;结果可为菜地土壤N2O产生位点的定位及其转化过程的研究提供参考. (图4 表2 参33) 2019年06月25 00:00 2019年03期 611 616 1708471 马智勇,贾俊香,熊正琴,许剑敏,王玲,张菁 天津独流减河河口不同植物群落的生态化学计量学特征 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808001 以独流减河河口及其潮上带区域的互花米草(Spartina alterniflora Loisel.)、芦苇[Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud.]和盐地碱蓬[Suaeda salsa (Linn.) Pall.]群落为研究对象,探究该区域不同植物群落碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)化学计量学特征及其驱动因素. 结果显示,互花米草和芦苇地上部分C含量显着高于盐地碱蓬,而根系中的C含量则反之,显示了植物不同的C分配策略. N、P主要分布在植物地上部分光合器官,N含量与全国湿地植物和全球植物的含量水平相当,但P含量显着高于全国湿地植物和全球植物的含量. S在芦苇和盐地碱蓬体内主要分布在地上部分,而互花米草的S则主要分布在根系中,这有利于互花米草拓展地下空间,从而加速其入侵. 互花米草的C/P和芦苇的C/N均显着高于其他植物,说明前者具有较高的P利用效率,而后者的N利用效率较高. 河口潮上带芦苇和盐地碱蓬叶片N/P分别为7.32和8.90,而潮间带互花米草叶片N/P为14.45,根据生长速率假说,认为生长速率并不是互花米草与芦苇和盐地碱蓬竞争的有效手段,而高的P利用效率为互花米草种群的扩张创造了条件. 相关性分析表明,在独流减河河口地区土壤P和盐度是植物体内元素平衡和生态化学计量变化的重要影响因子. 综上,天津独流减河河口湿地正经历着由N限制向P限制的转变,P元素在该区域植物生长和演替方面起着重要作用. (图5 表2 参36) 2019年06月25 00:00 2019年03期 617 625 1326357 游冲,莫雪,张森,郑义,刘福德 热带次生林两种林下植物叶片生理特性对氮磷添加的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809027 为探究热带次生林林下植物叶片对长期氮(N)、磷(P)添加的响应,阐明热带森林植物对土壤低磷环境适应的生理生态机制,基于华南热带次生林长达9年的氮、磷添加实验,测定两种分布较广的林下乡土树种大青(Clerodendrum cyrtophyllum)和紫玉盘(Uvaria microcarpa)的叶片基本属性、叶绿素含量及氮磷元素含量等指标. 结果显示:(1)两种植物叶片的基本属性及光合色素存在显着的种间差异(P < 0.05);氮和磷添加提高了大青叶片的比叶面积(35%-38%),对两个树种叶片的叶长、叶宽、叶面积等无显着影响;(2)氮添加显着影响两种植物叶片叶绿素a和总叶绿素含量(P = 0.036和P = 0.043),而磷添加对光合色素含量无显着影响;(3)对照处理下,大青和紫玉盘叶片的N:P分别为28.71与21.75,大于16,表明两个树种仍受到较强的磷限制;磷添加显着提高了两种植物叶片的磷含量,并降低N:P值;(4)相关性分析表明叶片基本属性、光合色素与氮磷元素含量三者之间的相关性关系较弱. 综上,热带森林植物叶片氮和磷元素含量对氮磷添加的响应较敏感,叶绿素a和总叶绿素对氮添加的响应较敏感,而其他属性对氮磷添加的响应较小;因此,在热带森林土壤磷长期缺乏的情况下,植物叶片的生理功能对环境变化具有较好的适应性,其蕴含的生物学机制仍需要进一步的探讨. (图3 表2 参31) 2019年06月25 00:00 2019年03期 626 633 856115 陈轶群 王文娟,黄荣银,罗慧莹,李应文,李泳兴,赵倩,莫其锋 四川盆地西缘4种人工林土壤氮转化酶的季节动态 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809013 于2015年3月、6月、9月和12月采集四川盆地西缘都江堰灵岩山4种人工林(柳杉林、含笑林、桢楠林、麻栎林)两个层次(0-20 cm和20-40 cm)的土壤样品,测定3种与氮转化相关的土壤酶(脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶)活性,比较其季节动态,,为区域人工林生态恢复与重建提供科学依据. 结果显示,相比亚硝酸还原酶,土壤脲酶和硝酸还原酶表现出明显的季节动态. 在同一土壤层次,3种土壤酶活性在不同林型下具有相似的季节动态. 春季时期两个层次土壤脲酶活性显着高于其他3个季节;秋季时期4种人工林均具有较高的土壤硝酸还原酶活性. 土壤脲酶活性4个季节平均值由高到低依次为桢楠林(0.914 mg/g)、含笑林(0.704 mg/g)、柳杉林(0.647 mg/g)和麻栎林(0.640 mg/g);土壤硝酸还原酶活性4个季节平均值由高到低依次为柳杉林(0.017 mg/g)、含笑林(0.016 mg/g)、麻栎林(0.014 mg/g)和桢楠林(0.013 mg/g);亚硝酸还原酶4个季节平均值由高到低依次为桢楠林(0.286 mg/g)、含笑林(0.276 mg/g)、柳杉林(0.273 mg/g)和麻栎林(0.236 mg/g). 方差分析表明林型对土壤酶的影响与季节、土壤层次和酶种类有关. 综上所述,相比于林型,季节动态对土壤氮转化酶活性具有更大的影响. (图2 表3 参32) 2019年06月25 00:00 2019年03期 634 639 806883 林玉,聂富育,杨万勤,刘群,李婷婷,蒲悦,牟凌,徐振锋 细根对中亚热带森林几种优势树种凋落叶分解的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807048 为深入理解森林生态系统中进入凋落物层生长的细根对凋落叶分解的影响,通过分解袋控制实验,以多花黑麦草(Lolium multiflorum)根系为研究对象,探讨细根对中亚热带森林中四川山矾、薯豆、香樟和马尾松等4种优势树种单一及其混合凋落叶分解速率的影响. 结果显示,进入分解袋中生长的活根生物量因凋落叶性质不同差异极显着(P < 0.001),其中薯豆分解袋中的细根在生长高峰期时生物量最大(131.5 mg/袋). 凋落物质量和细根存在与否以及二者的交互作用均对分解过程产生显着影响. 经过270 d的分解,生长进入分解袋中的细根能一定程度加速凋落叶分解,其中细根对薯豆凋落叶质量损失的相对贡献率最大(57.78%),而对马尾松的贡献率最小(6%),凋落叶初始C/N值显着影响细根对凋落叶质量损失的相对贡献率. 同一类型凋落叶在两种根处理条件下,凋落叶表面细菌及真菌群落结构均存在较大差异,有根处理能显着提高细菌群落的多样性及数量,且细根的存在及其吸收作用对3种阔叶树种凋落叶的混合分解产生协同效应. 本研究表明进入凋落物层生长的细根生物量与凋落叶初始质量相关,细根通过改变凋落叶表面分解者的群落结构与数量,并且主动调控其生长的养分需求从而加速分解. (图4 表7 参35) 2019年06月25 00:00 2019年03期 640 647 1434763 胡凯,王微,陶建平 种源与同质园环境对刨花楠幼苗叶功能性状的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809015 为了解刨花楠(Machilus pauhoi)叶片在生长过程中对资源的分配利用及对环境变化的响应特征,探究刨花楠叶功能性状变异的主要影响机制,以江西南昌与福建顺昌两地同质园的1.5年生刨花楠苗木为研究对象,分析种源与同质园环境对其叶面积(LA)、叶干重(LDW)、比叶重(LMA)、叶形态指数(LMI)以及叶组织密度(LTD)等主要叶功能性状变化的影响. 结果显示,刨花楠苗木的LA、LDW、LMA、LMI及LTD 等叶功能性状指标受种源及同质园土壤环境的共同影响,且同质园土壤环境对苗木叶功能性状影响的贡献高于种源(LA性状除外);种源地气温是影响刨花楠种源间苗木叶功能性状变异的主要因素,其中LA主要受种源地7月气温影响(P < 0.01),LDW和LMI主要受种源地年均温影响(P < 0.01),LMA和LTD则分别受种源地纬度和1月气温影响(P < 0.01);土壤养分是影响同质园间苗木叶功能性状差异的主要因素,除LA性状在两同质园间无明显差异外,3个种源苗木的叶功能性状指标值均以江西南昌同质园为大;苗木LA主要受种源地环境或遗传基因影响,LDW、LMA、LMI及LTD等叶功能性状指标则主要受同质园土壤养分高低影响;苗木LA、LDW、LMA、LMI及LTD 等叶功能性状指标的表型可塑性指数以LTD最大(0.96),LA最小(0.53). 本研究表明刨花楠苗木不同叶功能性状对种源和同质园环境的响应并不一致;结果可为刨花楠优良种源选择、苗木高效培育等提供指导. (图2 表4 参38) 2019年06月25 00:00 2019年03期 648 654 906211 陈嘉静,余华,徐朝斌,钟全林 鲁东丘陵同质生境中11个树种叶解剖学特性比较 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808008 叶片是植物应对环境变化较为敏感的器官,叶解剖结构在一定程度上也体现出了树木对特殊生境的适应能力. 为阐明植物对干旱生境的适应特征,对鲁东丘陵石灰岩山地同质生境内11个树种叶片以及叶脉的解剖结构进行分析. 结果显示,各树种均为异面型叶,该类型叶片在解剖结构上具有显着的栅栏组织和海绵组织区分. 叶表皮厚度在不同树种之间无明显差异,但上表皮普遍较下表皮厚(上表皮平均厚度为34.66 μm,下表皮平均厚度为17.87 μm). 分别按乔、灌、藤3种生活型进行统计,发现叶片上下表皮厚度在生活型之间差异并不显着. 各树种叶片均具有较发达的栅栏组织,而海绵组织排列较为稀疏. 栅栏组织厚度与海绵组织厚度平均比值为2.42. 在叶脉解剖结构中,各树种1级叶脉木质部厚度与韧皮部比值在1.43-5.30之间,且在树种间有显着差异,但该比值在乔、灌和藤3种生活型之间的差异不显着. 叶脉解剖性状与叶片解剖性状存在显着相关(P < 0.01). 栅栏组织厚度与海绵组织厚度比值、叶脉木质部厚度在一定程度上表征了树种对干旱生境的适应能力. 本研究从叶解剖特性方面阐明了叶片对干旱生境的适应特征,可为未来干旱瘠薄山地植被修复树种选择提供参考. (图4 表4 参48 附图2) 2019年06月25 00:00 2019年03期 655 664 35418784 陈旭,刘洪凯,王强,邹红阳,朱启良,王延平 烟草异源过表达胡杨PeGRF6/8a对不同逆境的响应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201810006 14-3-3蛋白是一种广泛存在于动植物体内的高度保守的蛋白家族,通过与各种靶蛋白之间的互作,参与生物体内各种生理生化过程和代谢反应,且在生物与非生物胁迫响应中发挥着重要作用. 为明确胡杨PeGRF6/8a在非生物胁迫中的功能,克隆了胡杨14-3-3蛋白家族中PeGRF6/8a的cDNA序列,构建该基因的植物过表达载体pBI121-35S::PeGRF6/8a,并采用农杆菌介导法将其转化野生型烟草. 对获得的异源过表达烟草进行以下处理:(1)浓度为1 μmol/L和2.5 μmol/L脱落酸(Abscisic acid,ABA)处理条件下的种子萌发实验;(2)低氮(2.5 mmol/L KNO3)和高氮(150 mmol/L KNO3)胁迫下的根长对比实验;(3)1/2霍格兰(Hongland)营养液水培实验,分别设置对照(CK)、低氮(0.2 mmol/L KNO3)、高氮(150 mmol/L KNO3)和盐胁迫(150 mmol/L NaCl)4个处理. 结果显示:(1)在ABA处理下,转基因烟草种子的萌发率较野生型低,且在2.5 μmol/L处理下更加显着;(2)低氮处理下,转基因烟草的根长显着短于野生型烟草的根长,而高氮处理下的结果相反;(3)水培实验中,低氮和盐胁迫处理下,转基因烟草与野生型相比,其下部的叶片明显变黄或萎焉,所含叶绿素和类胡萝卜素含量明显降低,抗氧化酶SOD以及渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白的含量也显着降低,而叶片中丙二醛(MDA)的积累量却显着升高;高氮胁迫下,野生型烟草的萎蔫速度要显着快于转基因烟草,其转基因植株的生理指标除MDA积累量外均显着高于野生型. 上述结果表明在烟草中异源过表达胡杨PeGRF6/8a能够降低植物对低氮和盐的耐受性,但可以增强植物对高氮的耐受性. (图9 参31 2019年06月25 00:00 2019年03期 665 671 3170626 冯倩,陈永富,姚银安,吴英青,张国燕,韩颖,高永峰 香蕉几丁质酶基因ChiI2超表达载体和干涉表达载体的构建 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809019 分离克隆栽培香蕉中的几丁质酶基因ChiI2,构建超表达载体和干涉表达载体,可为进一步研究ChiI2基因响应抗逆胁迫的功能提供基础. 从栽培香蕉天宝蕉(Musa spp., AAA)中克隆几丁质酶基因ChiI2,利用生物信息软件对该基因进行分析,并用无缝克隆技术分别构建ChiI2的超表达载体和干涉表达载体. 从香蕉果皮中克隆到一个几丁质酶基因ChiI2,该基因全长942 bp,蛋白编码313个氨基酸,其编码的蛋白质理论分子量(Mr)为32.96,等电点(pI)为6.77. ChiI2蛋白的α-螺旋结构有6个,β-折叠结构有5个,转角结构有33个. 蛋白质疏水性预测分析值为-0.233,属于亲水性蛋白. 功能保守域分析表明,该蛋白是糖苷水解酶家族几丁质酶家族的一员. 该基因核苷酸序列推导的氨基酸与野生香蕉、玉米、水稻、小麦、莲等植物的同源性都在70%以上. 对ChiI2基因进行荧光定量PCR检测,发现4 ℃处理6 h的表达显着高于对照和38 ℃处理6 h,表明ChiI2基因可能与低温响应有关,诱导香蕉苗产生抗冷性. 利用无缝克隆技术成功构建了pGreenII-ChiI2超表达载体和pGreenII-ChiI2i干涉表达载体,并转化到农杆菌EHA105菌株中. 本研究成功地从栽培香蕉天宝蕉中分离克隆到了ChiI2基因,并对其基因特点和蛋白功能进行了预测分析,成功构建了超表达载体和干涉表达载体,可为进一步研究其功能奠定基础,也为采用基因工程方法改良选育香蕉抗寒品种提供了新尝试. (图8 表1 参24) 2019年06月25 00:00 2019年03期 672 678 2919199 黄玉吉,赖钟雄 苋菜AmMYB2基因密码子偏好性与进化分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201809020 为了解苋菜AmMYB2基因的密码子使用偏好性、与不同物种中调控色素相关的R2R3-MYB基因的同源关系及异源表达受体,利用Codon W与EMBOSS程序及Excel、SPSS 、Origin等软件,分析苋菜与其他物种中调控色素代谢的R2R3-MYB基因的密码子使用偏好性,比较苋菜AmMYB2基因与模式生物的密码子使用频率. 结果显示:苋菜AmMYB2基因中,所有密码子的GC、GC1、GC2、GC3含量均低于50%,偏好性较强的密码子有17个(RSCU > 1),偏好性最强的有7个(RSCU > 2),其中以A/T结尾的密码子有19个,表明苋菜AmMYB2基因的密码子偏好以A/T结尾,一些氨基酸对密码子的使用具有较强的偏好性;苋菜AmMYB2基因密码子的有效密码子数(Effective number of codons,ENC)值为49.63,苋菜AmMYB2基因的密码子在ENC绘图中的基因位点更接近期望曲线,说明在进化过程中苋菜AmMYB2基因的密码子偏好性受突变压力的影响较大;苋菜基因与甜菜色素代谢相关的R2R3-MYB基因的密码子使用偏好性参数相近,同源关系较近物种密码子使用偏好性具有相似性;从密码子使用频率上分析得出,酵母菌表达系统更适合苋菜AmMYB2基因的异源表达,模式植物拟南芥、烟草、番茄均可作为苋菜AmMYB2基因的遗传转化受体,同苋菜代谢途径相似的甜菜也可以作为苋菜AmMYB2基因的瞬时表达受体. 本研究可为苋菜AmMYB2基因功能的进一步研究提供重要参考. (图5 表2 参31) 2019年06月25 00:00 2019年03期 679 686 2472474 彭丽云,王云,孙雪丽,赵春丽,王晓,赖钟雄,刘生财 基于转录组的‘黄花2号’水仙ARF基因家族分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201911020 生长素反应因子(Auxin response factors,ARFs)在植物生长发育过程调节生长素响应基因表达中发挥着重要的作用. 为了解多花水仙ARF家族,基于转录组数据,通过NR、NT、Swiss-Prot和PFAM 4个数据库、NCBI网站和在线软件SMART的注释筛选,利用ExPASy-ProtParam tool、SOPMA、Prot Comp、MEME、MAGA和Heml软件进行氨基酸理化性质、蛋白二级结构、亚细胞定位、保守基序、系统进化树和小鳞茎萌发不同时期的表达模式分析. 共筛选得到21个ARF家族基因,生物信息学分析12个全长基因蛋白长度在193-1 096 aa之间,预测的分子量(Mr)为20.46-122.2,等电点为5.19-7.97,全部为不稳定的亲水蛋白,亚细胞定位预测均位于细胞核中. 进化树和基序分析表明,21个NtARF蛋白分为3个大组,GlassⅢ进一步被分为3个亚组,分支相近的ARF转录因子具有相同或相近的基序. NtARF8、NtARF13、NtARF15、NtARF17和NtARF21都展现较高的表达模式,可能是通过正向调节生长素的含量来促进小鳞茎的萌发. 本研究表明,NtARF家族可能在多花水仙扦插繁殖过程中发挥着重要作用,结果可为将来深入研究多花水仙ARF基因家族的功能奠定基础. (图6 表2 参29) 2019年06月25 00:00 2019年03期 687 694 4324921 李全超,刘洋,肖瑶宇,李琳,杨征帆,陈晓静 地衣芽孢杆菌中木糖操纵子受葡萄糖胁迫的转录调控特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807042 木糖操纵子是芽孢杆菌中常用的表达元件,但目前对其认识只停留在静态机理层面,关于其在发酵过程中转录调控特性的研究还鲜见报道. 利用qPCR技术探究在葡萄糖胁迫下地衣芽孢杆菌木糖诱导的木糖异构酶基因在发酵过程中的转录水平,考察菌体的生长状态,并通过二硝基水杨酸(DNS)法及高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)法测定发酵过程中糖浓度变化. 结果显示:在实验所设置的地衣芽孢杆菌代谢相对稳定的条件下,地衣芽孢杆菌木糖启动子转录强度在稳定期以前均呈增加的趋势,在对数生长末期或稳定前期转录强度最高,约是7 h时的14倍,随后呈下降趋势;进一步研究发现20-180 g/L葡萄糖浓度均对其表现为抑制,且抑制程度一致,当葡萄糖含量极少或者没有而木糖存在的情况下,启动子转录强度极高. 本研究表明以地衣芽孢杆菌为宿主的木糖诱导系统在菌体对数生长末期诱导效果最佳;当环境中葡萄糖含量极少或者没有而木糖存在的情况下,更有利于启动子表达;结果对利用木糖诱导型重组地衣芽孢杆菌诱导发酵有一定的启示与指导意义. (图5 表2 参24) 2019年06月25 00:00 2019年03期 695 701 1052195 刘翔,李由然,张梁,丁重阳,徐沙,顾正华,石贵阳 以玉米粉/废弃毕赤酵母为混合原料高效发酵丁醇 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808006 丙酮丁醇梭菌发酵生产ABE(丙酮-丁醇-乙醇)溶剂的传统原料是玉米淀粉,价格贵,生产基本亏损. 重组毕赤酵母废弃物含有丰富的碳水化合物和蛋白质,有望替代淀粉原料. 采用NaOH处理固态废弃毕赤酵母形成废酵母固/液悬浊液,发酵通过降低初始玉米粉用量并在ABE发酵进入到产溶剂期后添加废酵母悬浊液进行. 对初始玉米粉用量、废酵母/NaOH投料量进行了优化,结果表明:它们的最佳用量分别为8%、80 g/L、6-10 g/L. 在此条件下,100 mL厌氧瓶下的丁醇产量可以稳定在9.0-12.0 g/L的较高水平,比8%玉米粉培养基的对照提高80%-120%,与15%玉米粉培养基的对照基本持平;与对照组相比,总糖的利用效率可以从50%大幅提高到超过90%的水平;玉米粉用量可以节省57%以上;酵母废弃物最多有52%的碳水化合物可以有效地转化成气体/液体产物. 本研究表明以玉米粉/废弃毕赤酵母为混合原料发酵丁醇,可以同时实现固体废物的资源化和减量化、淀粉原料的高效利用和节省化,提高了ABE发酵的综合经济性能. (图3 表6 参23) 2019年06月25 00:00 2019年03期 702 709 1031723 许萌,陈程,谢方,罗洪镇,丁健,史仲平 接种异常毕赤酵母对干玉米秸秆与废弃白菜混贮品质的动态影响及微生物群落结构分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807033 为提升干玉米秸秆与废弃白菜的混贮品质,研究接种异常毕赤酵母(Pichia anomala)对干玉米秸秆与废弃白菜混贮发酵品质的动态影响. 试验设置无添加剂对照组(ME)和微生物处理组(PA),连续恒温贮存发酵170 d,间隔一定时间分析感官质量、有机组分和发酵品质,并利用高通量测序技术考察发酵过程中细菌群落的动态变化. 结果显示:与ME组相比,贮存170 d期间PA组中的干物质、粗蛋白、可溶性碳水化合物和乳酸含量显着增加(P < 0.05),pH值、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显着降低(P < 0.05),乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值得到优化. 细菌群落结构显示:PA组中门水平优势菌为厚壁菌(Firmicutes)和变形菌(Proteobacteria),属水平优势菌为乳杆菌(Lactobacillus)和类乳杆菌(Paralactobacillu). 接种异常毕赤酵母能使肠杆菌(Enterobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobacterium)等腐败菌的相对丰度逐步降低,130 d时肠杆菌消失,有益乳酸菌的总丰度始终保持在50%以上. 本研究表明接种异常毕赤酵母能改善干玉米秸秆与白菜的混贮发酵品质,使干秸秆能保质贮存近半年时间,结果可为其资源化利用提供原料保障. (图5 表5 参38) 2019年06月25 00:00 2019年03期 710 718 1071474 任海伟,唐多利,康宝,王昱,李志忠,张东,王蕾,李盼盼 温度对干玉米秸秆与废弃白菜混贮发酵品质的影响和微生物菌群解析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201909024 为研究干玉米秸秆和废弃白菜在不同季节温度条件下的混合贮存品质差异性,参考西北地区气候条件设置低温(-3 ± 1 ℃,LX)、室温(18 ± 1 ℃,RX)和中温(34 ± 1 ℃,MX)3个处理组,连续混贮90 d,间隔一定时间分析感官质量、有机组分和发酵品质,并利用Illumina Miseq高通量测序技术考察混贮发酵期间微生物菌群的动态变化. 结果表明,混贮30 d时,RX和MX组中干物质和乳酸含量显着高于LX组(P < 0.05),氨态氮/总氮和可溶性碳水化合物、纤维素含量显着低于LX组(P < 0.05). 贮存90 d时,RX组的中性洗涤纤维含量、pH值及氨态氮/总氮均显着低于LX和MX组(P < 0.05). 贮存3个月期间,RX组的乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值始终高于LX组和MX组,乳酸发酵强度较高;3个处理组的生物降解潜力均高于原料,丁酸含量很低,感官质量均为优等,费氏评分等级为好或很好,均达到优良贮存品质. 微生物群落结果显示,3个处理组中门水平优势菌为变形菌(Proteobacteria)和厚壁菌(Firmicutes),且LX和RX组中的厚壁菌门相对丰度较原料明显升高;属水平优势菌为肠杆菌(Enterobacteriaceae)、乳杆菌(Lactobacillus)、肉食杆菌(Carnobacterium)及明串珠菌(Leuconostoc),且LX和RX组中的肠杆菌等腐败菌相对丰度低于MX组,乳杆菌、明串珠菌和肉食杆菌等乳酸细菌的相对丰度高于MX组. 本研究表明在室温(18 ± 1 ℃)条件下混贮更有利于提高乳酸发酵强度,抑制腐败菌生长,从而使有机酸和有机组分得到优化重组,实现较高贮存品质. 结果可为干玉米秸秆和废弃白菜在不同季节的处理利用提供理论基础. (图5 表9 参36) 2019年06月25 00:00 2019年03期 719 728 1922911 任海伟,冯银萍,刘通,王昱,李志忠,裴佳雯,王蕾,李盼盼 蚁巢伞对木质纤维素的降解作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807013 白蚁-细菌-真菌共生系统对自然界生物质降解具有重要作用,研究蚁巢伞(Termitomyces)对木质纤维素的降解能力有助于揭示其共生关系,为蚁巢伞应用于生物质能源开发提供理论依据. 利用黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)菌圃(OFC)及其固体培养蚁巢伞(TA)、液体培养蚁巢伞(TL)分别对未经预处理和经密褐褶孔菌(Gloeophyllum trabeum)预处理材料进行降解试验,探究蚁巢伞的木质纤维素降解能力. 结果显示,未经预处理时,处理90 d后,OFC对纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为15.22%、29.34%和6.01%;处理120 d后,TA对纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为20.98%、31.89%和11.68%,TL对纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为14.39%、24.62%和5.05%. 经过预处理时,处理120 d后,OFC对纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为37.09%、42.20%和24.95%,TA对纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为34.77%、38.29%和29.74%,TL对纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为30.57%、30.47%和24.36%. 3种状态蚁巢伞对经预处理材料木质纤维素降解率均高于未经预处理材料. 本研究表明,蚁巢伞对木质纤维素具有一定的降解能力,尤其是蚁巢伞对木质素的降解说明其可以打破木质素屏障,证实了利用蚁巢伞的木质纤维素降解能力来实现生物质能源化的潜力,结果可为蚁巢伞的人工栽培提供数据和参考. (图4 表2 参39) 2019年06月25 00:00 2019年03期 729 735 1347964 王成盼,梁世优,殷学杰,于保庭,胡寅,莫建初 不同地区成体大熊猫肠道微生物结构差异性及其与纤维素消化能力的相关性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201808012 肠道微生物对大熊猫的消化吸收和代谢免疫具有重要的意义. 为了解上海、四川两地成体大熊猫肠道微生物结构的差异及其与消化纤维素能力的关系,对两地大熊猫肠道微生物多样性、纤维素酶活性以及两地环境差异、食物性质等进行分析,并对成体大熊猫肠道微生物性质与纤维素酶活性进行相关性分析. 结果表明,上海成体大熊猫肠道菌群结构较四川成体大熊猫更加丰富,两地成体大熊猫肠道优势菌和特异性菌有较大差异. 上海成体大熊猫具有更高的纤维素消化能力,这可能得益于其肠道中具有更丰富的细菌多样性和较丰富的芽孢杆菌属(Bacillus)及山野壳菌科未知菌属(Unclassified_f_Montagnulaceae). 两地成体大熊猫肠道微生物多样性及消化纤维素能力的差异,可能是由食物性质、海拔等外在环境因素导致的. 总体而言,不同地区成体大熊猫肠道微生物结构差异明显,且对大熊猫肠道的消化能力具有一定的影响. (图3 表7 参37) 2019年06月25 00:00 2019年03期 736 742 989886 詹明晔,付小花,张姝,张鑫,杨海迪,俞锦华,王爱善,王磊 生境破碎化对动植物遗传多样性的影响研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807040 生境破碎化是生物多样性降低的主要原因之一,此前研究多集中在生境破碎化对物种和生态系统多样性的影响. 综述了生境破碎化的成因、度量和理论基础,以及对动植物遗传多样性的影响机理和生态学效应. 生境破碎化主要通过增加种群间隔离程度和降低有效种群大小等途径限制种群间基因交流,提高遗传漂变频率,从而影响动植物遗传多样性;但是影响效应取决于植物繁殖策略和动物迁移能力,以及传粉方式、种群大小、生命周期、生境的景观特性等因素;而且生境破碎化对动植物遗传多样性的影响大多存在滞后效应. 由此可见,生境破碎化对动植物遗传多样性的影响因素多且复杂,而且不易及时发现,从而忽略生境破碎化对遗传多样性的负面影响;未来应加强生境破碎化对动植物遗传多样性的影响研究,特别是在更长时间尺度上的生境破碎化研究. (表1 参73) 2019年06月25 00:00 2019年03期 743 749 644335 俞文灏,吴保锋,刘勇波 油橄榄与丛枝菌根真菌的共生效应研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=cibj201807015 油橄榄在育苗栽培及生长发育过程中往往会受到各种胁迫,影响果实产量和橄榄油品质,而接种可与油橄榄共生的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)可以提高苗成活率,改善油橄榄生长状况,抵御胁迫效果显着. 目前从油橄榄根系和根际土壤分离报道的AMF已达13属50多种,可用于油橄榄栽培的潜在AMF资源十分丰富. 总结影响AMF侵染油橄榄根系的主要因素,着重阐述接种AMF对油橄榄生长、抗性生理及品质的影响:(1)促进植株根系的生长和分枝,提高对水分及矿质元素的吸收效率;(2)增大宿主叶面积,提高气孔导率及光合效率,使植株营养生长更加旺盛,增强对移植、干旱、虫害等胁迫的耐受性;(3)改善油橄榄果实外观、品质及产量. 因此,研究国产油橄榄的共生AMF种类、分布及影响因素,并开发有效的AMF菌剂用于国产油橄榄育苗和种植产业具有良好的发展前景. (表1 参87) 2019年06月25 00:00 2019年03期 750 758 856213 孔维宝,陈冬,杨树玲,张爱梅,朱学泰,牛世全