Physiological Stress of High NH (4) (+) Concentration in Water Column on the Submersed Macrophyte Vallisneria Natans L.

The submersed macrophyte, Vallisneria natans L., was cultured in laboratory with NH (4) (+) -enriched tap water (1 mg L-1 NH4-N) for 2 months and the stressful effects of high ammonium (NH (4) (+) ) concentrations in the water column on this species was evaluated. The plant growth was severely inhibited by the NH (4) (+) supplement in the water column. The plant carbon and nitrogen metabolisms were disturbed by the NH (4) (+) supplement as indicated by the accumulation of free amino acids and the depletion of soluble carbohydrates in the plant tissues. The results suggested that high NH (4) (+) concentrations in the water column may hamper the restoration of submersed vegetation in eutrophic lakes.

青蒿的遗传转化及青蒿素生物合成的调控

利用发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)1601，1000，1500，15834，A4，均成功地转化了中药青蒿(Artemisia annua L.)并且建立了pRi1601，pRi15834，pRiA4诱导的发根培养。pRi1601，pRi15834的发根诱导率比其它质粒高。太老或太幼的叶片不利子发根的诱导;发根主要从叶脉的伤口处萌发;带顶芽或带侧芽的叶片容易诱导根，但不一定是发根。光照有利于发根的诱导和发根的生长。以每个发根的“绝对生长速率”(Gtowth Ratio，GR)和绝对“侧根”数量(Number of Side Roots，NSR），通过大量的发根系的筛选，建立了8个发根系，1601-L-1, 1601-L-2, 1601-L-3, 1601-L-4, 15834-L-1, 1601-P-I, 16 01-P-2，15834-L-2。Southern分子检测表明，160l-1-1，1801-L-2, 1601-L-3，1601-L-4，1601-P-1，1601-P-2均为转化子。8个建立的发根系之间无论生长或者QHS的合成存在明显的差异。比较光／暗(16/8hrs)，25℃条件下培养的16 01-L-1，1601-L-2，1601-L-3，1601-L-4，1601-P-l，和1601-P-2，其中16 01-L-3的生长最快，160l-L-1的生长最慢;但是，1601-L-1的QHS的含量最高（可达1. 048%），1601-1-3的QHS的含量最低。160Z-L-3，15834 -L-1和2583:1-L-2的生长速率相差不大。用盛有l000mLMS液体培养基的3000mL的锥形瓶扩大培养1601-L -3，15834-L-1和15834-L-2，转速为ll0rlpm，培养过程中发根容易形成发根球（Hairy Root Balis，HRB），HRB的形成严重影响发根的生长和QHs的合成，HpLC分析表明扩大培养发根中QHS的含量比较低。 改变MS基本培养基中的无机离子的浓度，研究不同无机离子对发根生长和QHS的合成的影响。 l、KN03为18.79×10-3M时有利于1601- L-1生长，为14. 84×10-3M时有利于QHS的合成。NH-4N0-3浓度在10.93-12. 49×10—3M范围内有利于1601-L-1生长，在0-20.62×10-3M范围内对QHS的合成影响不大，大于20. 62×lO-3M不利QHS的合成。培养基中NH-4+／N0-3-比值为0. 37-0. 4-0.52:1时有利于发根的生长，比值为0.52 - 0.58:1时有利于QHS的合成。 2、H-2P0-4-浓度为2.498×10-3M时有利于发根的生长在0-2. 498×l0-3M范围内，随着浓度的提高，促进发根的生长。培养基中的H2P4 -的浓度在0-1.249×lO-3M的范围内，随着浓度的提高，促进QHS的合成，为1.249×10-3M时QHS的含量最高。 3、培养基中最适16 01-L-1生长的Ca-2+浓度为0.198- 0.766×10-3M，大于或小于该浓度范围，显著地抑制发根的生长。但是，在0-3.695×10-3M范围内，随着培养基中Ca-2+浓度提高，促进QHS的合成，最适Ca-2+浓度为3.695×l0-3M。 4、培养基中不加Mg-2+时，完全抑制发根生长，在0. 142×10-3M-7.506×l0-3M浓度范围内，对发根生长影响没有明显的差别。但是，HPLC和UV分析发根中QHS含量，培养基中不加Mg-2+时，发根中QHS含量最高。 5、培养基中的Fe-2+浓度在0. 25 -1．0×10-3M范围内，同时有利于16 01- L-1的生长和QHS的形成。 6、培养基中最适合予16 01- L-3生长的KI浓度为2.5ppm，大于或小予该浓度均显著地抑制发根的生长，培养基中加入KI明显地降低发根中的QHS的含量。 7、H2BO3对l601-L-l生长影响不大，HPLC分析QHS的含量，培养基中的H3BO3浓度为100ppm和400ppm，QHS的含量分别为1.69mg/g和1.80mg/g(DW)。 8、Cu-2+对1601-L-3的生长影响显著，最适合1601-L-3生长的Cu-2+浓度为1.00ppm，在0 -1.00ppm的浓度范围内，随着培养基中的Cu+浓度的提高，发根的生物量不断增加。培养基中QHS合成的最适Cu2+浓度为0.05ppm，大于或小于该浓度均显著地抑制发根中QHS的合成。 比较光培养和暗培养对发根生长的影响，结果表明光照明显地促进1601-L-l的生长，暗培养明显不利于发根的生长。最适合于发根生长的温度为25℃，大于35℃显著地抑制发根的生长，影响发根的根尖细胞的正常分裂。 改变培养基中的蔗糖浓度和在发根培养的不同时期给培养基中添加蔗糖，试验结果表明蔗糖作为碳源对1601-L-3和1601-L-1的生长具有显著的影响。 (1)培养基中缺少蔗糖显著地抑制发根的生长。 (2)发根培养的前5天时间内，蔗糖浓度为30- 60glL昀培养基最有利于发根的生长，50glL的培养基中的发根生长最快，培养基中的蔗糖浓度大于60g/L小于30g／L时，发根的生物量增加较少。 (3)发根培养至第15天时，蔗糖浓度为60g/L的培养基最有利予发根的生物量的增加。发根培养至30天时，蔗糖浓度为60-90g/L的培养基，发根的生物量的增加相差不大，但是为蔗糖浓度为30-40g/L的培养基中的发根生物量一倍。 (4)发根培养过程中，分别于第5和15天给蔗糖浓度为30g/L的培养基中添加一次或二次蔗糖，使培养基中的蔗糖终浓度相当于60g/L或90g/L，培养至30天时，添加蔗糖的培养基中的发根的干重生物量相当于不添加蔗糖培养基中的发根生物量一倍，相当于初始蔗糖浓度为60g/L和90g/L培养基中发根的生物量。 (5)随着培养基中蔗糖浓度的提高，发根干重/鲜重比显著增加。培养基中的蔗糖的消耗量与发根生物量的增加呈正相关，蔗糖消耗越多，发根生物量的增加越大。 比较pH值对发根生长和QHS合成的影响表明，灭菌前pH值在5.O-6.5范围内的培养基适合予1601-L-1的生长，小于5.O不利于发根的生长，pH5.8有利于1601-1-1生长和QHS的生物合成。发根收获时培养基中的pH值一般为4.5-5.2. pH7.O抑制发根的生长，pHl0.O对发根具有强烈的致死作用。发根在培养过程中，对培养基中的pH值具有显著的调节作用，发根能在很短的时间内(24- 48hrs)使pl:l值为5.8、6.4、7.0培养基降低到pH4. 5-5.2，pH为5.8的培养基有利于QHS合成。 比较不同基本培养基对发根生长和QHS合成的影响，试验结果表明N6、DCR、Litvay培养基有利于1601-L-1的生长，WS、White、B5培养基不利于发根的生长。DCR培养基中的QHS含量最高。 根据三水平试验选用三水平正交表来安排试验的原则，选用三水平正交表L7(3-)，研究多因子效应对发根生长和QHS合成的影响，试验结果表明，Mg2+，Fe2+，Mn-2+，NH4NO3，KN03 ,KI,Ca-2+为发根生长的主要因子，NH4N03，KNOs，Mg2+，Ca2+，肌醇为QHS合成的主要因子。 通过TLC分析发根中QHS和其它化学成分，同时比较发根和无菌苗及野生植株的化学成分，发根和无菌苗均能合成包括QHS在内的野生青蒿叶片中的大部分非挥发性的化台 物。 研究青蒿植株在发育过程中QHS的含量的变化以及发根、无菌苗和野生青蒿中QHS的合成，HP分析结果表明，l、不同的单株青蒿之间的QHS量相差很大。2、同一植株幼 叶的QHS含量比老叶的QHS含量高。3、不同单株青蒿之间达到最高QHS含量的时间不一样，开花期或开花之前。4、无菌苗（带根）或者不带根丛生芽均能合成QHS，但是带根的无菌蕾的QHS量比丛生芽中的QIS的含量高。5、不同发根农杆菌转化的发根系1601-L-1和15834-L-1都能合成ＱＨＳ。

水稻(Oryza sativa L. ssp japonica)幼苗根质膜蛋白质组分析

根质膜具有重要的生物学功能，它参与了根响应脱落酸（ABA）的一系列活动。尽管已经有很多有关ABA影响根的生长和发育的报道，但是在蛋白质组水平上研究参与ABA信号转导及相关活动的质膜蛋白质的报道还未见到。我们期望利用蛋白质组学技术平台研究外源ABA胁迫下水稻根质膜与ABA功能相关的蛋白质组的变化。 本论文通过双向电泳（2DE）结合质谱（MALDI-TOF MS 和 MALDI-TOF/TOF MS）分析的方法鉴定了102个质膜相关蛋白质。这些蛋白质功能涉及到跨膜运输（16.2%）、胁迫反应（14.3%）、物质运输（4.8%）、细胞骨架动态变化（5.7%）、细胞壁重建（3.8%）、碳代谢和能量循环（13.3%）、蛋白质代谢（14.3%）、信号转导（18.1%）和其他功能的蛋白质（4.8%），以及未知功能的蛋白质（2.9%）。其中大约30％的蛋白质以同工型的形式存在。在这些鉴定结果中，有10个斑点（代表10种蛋白质）已被报道为质膜特异的蛋白质;68个蛋白质斑点（代表58种蛋白质）是质膜相关蛋白质。其余54个蛋白质斑点（代表42种蛋白质）是首次在水稻根的质膜囊泡中被鉴定出来。 在ABA处理条件下，我们在2DE胶上发现了15个响应ABA调节的蛋白质斑点。9个上调的蛋白质斑点分别代表以下9种蛋白质：vacuolar proton-ATPase A subunit, vacuolar ATPase B subunit、patatin、 Salt-stress root protein RS1、谷氨酰氨合成酶（Glutamine synthetase，GS）、OSR40c1、H+-exporting ATPase （vacuolar ATPase E subunit）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶I型（glyceraldehyde-3- phosphate dehydrogenase, type I，GADPH）和醛缩酶C-1（aldolase C-1）。6个下调的蛋白质斑点分别代表4种蛋白质：endosperm lumenal binding protein、remorin protein、富含脯氨酸蛋白质（glycine-rich protein，GRP）和蔗糖合成酶（sucrose synthase, SuSy）。其中，OSR40c1和endosperm lumenal binding protein与蛋白质合成相关，从它们与ABA的关系中可以看出，ABA可能抑制了细胞的蛋白质合成。而vacuolar proton-ATPase A subunit、vacuolar ATPase B subunit和 H+-exporting ATPase参与了细胞质pH的调控，ABA致使了细胞质pH的上升。甘油醛-3-磷酸脱氢酶I型、醛缩酶C-1和蔗糖合酶参与了细胞壁的生长发育，ABA的作用可能导致了细胞壁生长发育的延迟。ABA促使Patatin上升，其作用可能与质膜膜脂的降解有关。而ABA的刺激也使谷氨酰氨合成酶的表达显著上升，谷氨酰氨合成酶可以去除细胞内有害的游离NH+4。同时还有未知功能的富含脯氨酸蛋白质（glycine-rich protein，GRP）同样受到ABA的诱导，但具体的功能及其与ABA的关系还要进一步的实验证据。

藻-菌生物膜法改善富营养化水体水质的效果

将一种由改性高分子材料制成的人工水草作藻 菌生物膜的载体 ,来改善富营养化水体水质 .2次实验结果表明 :人工水草的布设可以明显抑制藻类的生长 ,在第 11d将水体透明度由 6cm提高到 6 2cm ;对CODMn、TP、TN和NH+ 4 N的削减率依次为 92 89%、4 9 2 5 %、94 97%和 70 15 % ;人工水草的布设对DO也能维持在一定水平 ;当人工水草高度与水深比为 0 7时 ,布设人工水草最经济、适宜的密度范围为 8～ 16株 /m2 .

人工湿地-氧化塘工艺组合对氮和磷去除效果研究

本文在小试规模上,研究了下行流湿地、推流床湿地、氧化塘和兼性塘四种处理单元的四种工艺组合对氮、磷的去除效果,研究结果表明:下行流湿地+氧化塘工艺组合具有较好的充氧效果,推流床湿地后置也可以提高出水的溶解氧。四种工艺组合对离子和TP、IP的去除无显著差异。人工湿地中硝化作用的发生有利于NH+4 N的去除,增加氧化塘可以提高系统的硝化能力,但同时也会增加出水中的NO-3 N浓度。

复合垂直流人工湿地对氮的净化效果

采用复合垂直流人工湿地处理武汉东湖污染水的中试结果表明 ,出水中NH+ 4-N、NO- 2 -N和凯氏氮 (KN)浓度均显著降低 ,而NO- 3-N含量有所上升 ;系统最佳运行水力负荷为 80 0mm/d ,超过此负荷后系统净化效果随负荷增加而下降 ;在东湖现有的污染负荷下 ,处理系统仍呈现出继续承载污染量的潜力 ;就基质中KN的分布而言 ,水平方向为下行流池含量高于上行流池 ,垂直方向为上层 >中层 >下层 ,而在植物体内的分布则为叶片中含量最高。

不同湿地组合工艺净化污水效果的比较

　比较研究了推流床湿地、下行流湿地、上行流湿地、好氧塘和兼性塘的不同组合工艺对污水的净化效果。结果表明:下行流湿地+上行流湿地+推流床湿地对TSS、COD、BOD5的去除效果最好;下行流湿地+氧化塘对NH+4-N的去除效果最好,但氧化塘中的藻类容易导致出水中的TSS增加;上行流湿地有利于对NO-3-N的去除;推流床湿地对各项指标的去除效果均比其他组合工艺差,但将其后置可以增加出水的DO含量。

复合构建湿地运行初期理化性质及氮的变化

研究了在间歇式进水条件下 ,复合构建湿地系统对氮的去除效果 ,阐述了温度、溶氧、pH等理化因子变化的原因。实验初期 ,系统尚处于不稳定时期 ,对N的去除不够理想。随着系统运转逐步步入稳定状态 ,对KN、NH+ 4 N、NO-2 N有明显的去除效果 ,平均去除率分别为 5 0 %、6 6 %和 71%。硝化 -反硝化作用是氨氮去除的主要途径。从总体上看 ,有植物系统中硝态氮的出水含量较对照系统高 ,说明间歇式进水以及植物的存在都有利于硝化作用的发生。实验发现 ,复合构建湿地在冬季仍能较好地改善水质 ,是一种

垂直流人工湿地的设计及净化功能初探

阐述了垂直流人工湿地小试系统的设计 ,并测试其冬季污水净化效果 .垂直流人工湿地由下行流和上行流方式的两池组成 .对受污染地面水体中的CODCr、BOD5和TSS的去除率分别为 5 3.6 %、78.7%和 80 .2 % .对细菌、总大肠菌、粪大肠菌和藻类的平均去除率分别达 99.4%、85 .9%、89.7%和 97.7% .对KN、NH+ 4 N和TP的平均去除率分别为 39.2 %、16 .5 %和 2 5 .8% .各系统对污染物的去除作用无明显差异 .系统出水NO-3 N浓度高于进水 ,而有植

Phosphorus in suspended matter and sediments of a hypertrophic lake. A case study: Lake Dianchi, China

From June 2004 to December 2004, Lake Dianchi, which had large scale of cyanobacterial blooms was investigated in order to study P-fractionation in the suspended matter and the sediment. The investigation improves our understanding of phosphorus in Lake Dianchi and the relationship between phosphorus and cyanobacterial blooms. It contributes to the available literature on the behavior of P in hypertrophic lakes. The distribution of P-fractions in Lake Dianchi was not uniform from northwest to south, but was closely related to the trophic status of the whole lake. The concentrations of total phosphorus, labile P (NH4Cl-P), Organic P (NaOH-NRP) and loss on ignition in suspended matter were positively correlated with the strength of cyanobacterial blooms. Total phosphorus in suspended matter was relatively stable for almost half an year and closely related to Chl. a concentration. The main content of organic phosphorus is in the cyanobacterial blooms. The concentrations of phosphorus bound to metal oxides and carbonates (NaOH-SRP and HCl-P) in sediment were similar to NaOH-SRP and HCl-P in the corresponding suspended matter. The latter two forms of P in suspended matter were not affected by cyanobacterial blooms, indicating that the inorganic phosphorus is derived from the sediment after resuspension from the sediment due to wind and wave action. The contribution of the different P-fractions to TP in sediment and in suspended matter indicates that NH4Cl-P in the suspended matter is an important buffer for maintaining dissolved phosphorus in water.

Diversity and abundance of ammonia-oxidizing bacteria in eutrophic and oligotrophic basins of a shallow Chinese lake (Lake Donghu)

Classical cultivation and molecular methods based on the ammonia monooxygenase gene (amoA) were used to study the abundance and diversity of beta-proteobacterial ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in lake sediments. The eutrophic and oligotrophic basins of a Chinese shallow lake (Lake Donghu), in terms of ammonium (NH4+) concentrations, were sampled. The AOB number was significantly lower in the oligotrophic basin, but significantly higher in the eutrophic basin. In addition, using restriction fragment length polymorphism targeting the amoA, ten restriction patterns including six unique ones were found in the eutrophic basin, while five patterns were observed in the oligotrophic basin with only one unique restriction group. Phylogenetic analysis for AOB revealed that Nitrosomonas oligotropha- and Nitrosomonas ureae-related AOB and Nitrosospira-affiliated AOB were ubiquitous; the former dominated in the eutrophic basin (87.2%), while the latter dominated in the oligotrophic basin (65.5%). Furthermore, Nitrosomonas communis-related AOB was only detected in the eutrophic basin, at a small proportion (3.2%). These results indicate significant selection and adaptation of sediment AOB in lakes with differing trophic status. (C) 2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.