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Selenium-oxidizing Agrobacterium sp.T3F4 decreases arsenic uptake by Brassica rapa *** a native polluted soil

Journal of Environmental Sciences 2024年第4期138卷 506-515页

作者： Lijin An Chunzhi Zhou Lipeng Zhao Ao Wei Yiting Wang Huimin Cui shixue zheng State Key Laboratory of Agricultural Microbiology College of Life Science and TechnologyHuazhong Agricultural UniversityWuhan 430070China

Toxic arsenic(As)and trace element selenium(Se)are transformed by microorganisms but their complex interactions in soil-plant systems have not been fully *** Asand Se-oxidizing bacterium,Agrobacterium sp.T3F4,was applied to a native seleniferous As-polluted soil to investigate As/Se uptake by the vegetable Brassica rapa *** As-Se interaction as mediated by strain *** Se content in the aboveground plants was significantly enhanced by 34.1%,but the As content was significantly decreased by 20.5% in the T3F4-inoculated pot culture compared to the control(P<0.05).Similar result was shown in treatment with additional 5 mg/kg of Se(IV)in *** addition,the As contents in roots were significantly decreased by more than 35% under T3F4 or Se(IV)treatments(P<0.05).Analysis of As-Se-bacterium interaction in a soil simulation experiment showed that the bioavailability of Se significantly increased and As was immobilized with the addition of the T3F4strain(P<0.05).Furthermore,an As/Se co-exposure hydroponic experiment demonstrated that As uptake and accumulation in plants was reduced by increasing Se(IV)*** 50% growth inhibition concentration(IC50)values for As in plants were increased about one-fold and two-fold under co-exposure with 5 and 10μmol/L Se(IV),*** conclusion,strain T3F4 improves Se uptake but decreases As uptake by plants via oxidation of As and Se,resulting in decrease of soil As bioavailability and As/Se competitive absorption by *** provides a potential bioremediation strategy for Se biofortification and As immobilization in As-polluted soil.

关键词： Selenium oxidation Selenium biofortification Arsenite-oxidizing bacteria Arsenic immobilization Brassica rapa L

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硒阻控作物吸收重金属机制研究进展

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 112-120页

作者：安立进赵礼鹏魏奥郑世学华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070

重金属污染对粮食安全及人体健康造成巨大威胁,目前已开发出许多农田重金属污染修复方法。硒的补充显著降低作物对重金属的吸收,同时促进作物在重金属污染土壤中的生长,施硒已成为阻控作物吸收重金属的新途径。本文对施硒阻控作物吸收... 详细信息

重金属污染对粮食安全及人体健康造成巨大威胁,目前已开发出许多农田重金属污染修复方法。硒的补充显著降低作物对重金属的吸收,同时促进作物在重金属污染土壤中的生长,施硒已成为阻控作物吸收重金属的新途径。本文对施硒阻控作物吸收重金属的5种机制即硒改变土壤重金属的生物有效性、硒与重金属竞争植物摄取通道、硒促进植物根系铁膜形成、硒诱导植物根系形态及结构变化、硒调控植物重金属螯合和转运基因表达等研究进展进行了综述,同时对施硒阻控作物吸收重金属潜在风险及未来研究重点进行展望,以期为将来利用硒作为重金属阻控剂提供参考。

关键词：重金属硒农作物土壤修复铁膜植物根系

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Soil Organic Carbon Density in Hebei Province, China: Estimates and Uncertainty

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Pedosphere 2005年第3期15卷 293-300页

作者： ZHAOYong-Cun shixue-zheng YUDong-Sheng T.F.PAGELLA SUNWei-Xia XUXiang-Hua StateKeyLaboratoryofSoilandSustainableAgriculture InstituteofSoilScienceChineseAcademyofSciencesNanjing210008（China）／／GraduateSchoolofChineseAcademyofSciencesBeijing100039（China） StateKeyLaboratoryofSoilandSustainableAgriculture InstituteofSoilScienceChineseAcademyofSciencesNanjing210008（China）／／SchoolofAgriculturalandForestSciencesUniversityofWalesBangor（UK） StateKeyLaboratoryofSoilandSustainableAgriculture InstituteofSoilScienceChineseAcademyofSciencesNanjing210008（China） SchoolofAgriculturalandForestSciences UniversityofWalesBangor（UK） DepartmentofEnvironmentalEngineering ZhejiangUniversityHangzhou310029（China）

In order to improve the precision of soil organic carbon (SOC) estimates, the sources of uncertainty in soil organic carbon density (SOCD) estimates and SOC stocks were examined using 363 soil profiles in Hebei Province, China, with three methods: the soil profile statistics (SPS), GIS-based soil type (GST), and kriging interpolation (KI). The GST method, utilizing both pedological professional knowledge and GIS technology, was considered the most accurate method of the three estimations, with SOCD estimates for SPS 10% lower and KI 10% higher. The SOCD range for GST was 84% wider than KI as KI smoothing effect narrowed the SOCD range. Nevertheless, the coefficient of variation for SOCD with KI (41.7%) was less than GST and SPS. Comparing SOCD’s lower estimates for SPS versus GST, the major sources of uncertainty were the conflicting area of proportional relations. Meanwhile, the fewer number of soil profiles and the necessity of using the smoothing effect with KI were its sources of uncertainty. Moreover, for local detailed variations of SOCD, GST was more advantageous in reflecting the distribution pattern than KI.

关键词： professional pedological knowledge-based database (PKD) soil organic carbon (SOC) soil profile database (SPD) soil profile statistics (SPS) uncertainty

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Using GIS Spatial Distribution to Predict Soil Organic Carbon in Subtropical China

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Pedosphere 2004年第4期14卷 425-431页

作者： CHENGXian-Fu shixue-zheng YUDong-Sheng PANXian-Zhang WANGHong-Jie SUNWei-Xia StateKeyLaboratoryofSoilandSustainableAgriculture InstituteofSoilScienceChineseAcademyofSciencesNanjing210008（China）. Departmentofgeography AnhuiNormalUniversityWuhu241000（China）

Spatial distribution of organic carbon in soils is difficult to estimatebecause of inherent spatial variability and insufficient data. A soil-landscape model for a region,based on 151 samples for parent material and topographic factors, was established using a GISspatial analysis technique and a digital elevation model (DEM) to reveal spatial distributioncharacteristics of soil organic carbon (SOC). Correlations between organic carbon and topographicfactors were analyzed and a regression model was established to predict SOC content. Results forsurface soils (0-20 cm) showed that the average SOC content was 12.8 g kg^(-1), with the SOC contentbetween 6 and 12 g kg^(-1) occupying the largest area and SOC over 24 g kg^(-1) the smallest. Also,soils derived from phyllite were the highest in the SOC content and area, while soils developed onpurple shale the lowest. Although parent material, elevation, and slope exposure were allsignificant topographic variables (P < 0.01), slope exposure had the highest correlation to SOCcontent (r = 0.66). Using a multiple regression model (R^2 = 0.611) and DEM (with a 30 m X 30 mgrid), spatial distribution of SOC could be forecasted.

关键词： digital elevation model parent material regression model soil organiccarbon topography

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Deactivation mechanism for water splitting:Recent advances

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Carbon Energy 2024年第7期6卷 53-82页

作者： Yansong Jia Yang Li Qiong Zhang Sohail Yasin Xinyu zheng Kai Ma zhengli Hua Jianfeng Shi Chaohua Gu Yuhai Dou shixue Dou Hydrogen Energy Institute Zhejiang UniversityHangzhouChina Institute of Process Equipment Zhejiang UniversityHangzhouChina Donghai Laboratory ZhoushanChina Department of Mechanical Engineering Faculty of EngineeringUniversiti MalayaKuala LumpurMalaysia Institute of Energy Materials Science University of Shanghai for Science and TechnologyShanghaiChina

Hydrogen(H2)has been regarded as a promising alternative to fossil-fuel *** H2 produced via water electrolysis(WE)powered by renewable energy could achieve a zero-carbon *** attention has been focused on developing highly active catalysts to facilitate the reaction kinetics and improve the energy efficiency of ***,the stability of the electrocatalysts hampers the commercial viability of *** studies have elucidated the origin of catalyst *** this review,we first discuss the WE mechanism,including anodic oxygen evolution reaction(OER)and cathodic hydrogen evolution reaction(HER).Then,we provide strategies used to enhance the stability of *** that,the deactivation mechanisms of the typical commercialized HER and OER catalysts,including Pt,Ni,RuO_(2),and IrO_(2),are ***,the influence of fluctuating energy on catalyst degradation is highlighted and in situ characterization methodologies for understanding the dynamic deactivation processes are described.

关键词： deactivation mechanism hydrogen evolution in situ characterization oxygen evolution water splitting

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Functional Rehabilitation of the "Soil Reservoir"in Degraded Soils to Control Floods in the Yangtze River Watershed

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Pedosphere 2004年第1期14卷 1-8页

作者： shixue-zheng LIANGYin YUDong-Sheng PANXian-Zhang[ E.D.WARNER WANGHong-Jie InstituteofSoilScience ChineseAcademyofSciencesNanjing210008（China） EnvironmentalResourcesResearchInstitute ThePennsylvaniaStateUniversityUniversityPark（USA）

The reasons for the Yangtze River flood calamity in 1998 are briefly introduced. The authors believe that using a 'soil reservoir' concept is an important means to help control flooding of the Yangtze River.A 'soil reservoir' has a large potential storage capacity and its water can be rapidly 'discharged' into the underground water in a timely fashion. The eroded, infertile soils of the Yangtze River Watershed are currently an obstacle to efficient operation of the 'soil reservoir'. The storage capacity of this 'soil reservoir'has been severely hampered due to intensive soil erosion and the formation of soil crusts. Therefore, possible measures to control floods in the Yangtze River Watershed include: rehabilitating the vegetation to preserve soil and water on the eroded infertile soils, enhancing infiltration of the different soil types, and utilizing the large 'soil reservoir' of the upper reaches of the Yangtze River.

关键词： flood calamity soil erosion 'soil reservoir' the yangtze river watershed

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等温微量热技术在土壤微生物学研究中的应用

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应用与环境生物学报 2016年第4期22卷 732-738页

作者：姜兰兰刘燕郑世学华中农业大学生命科学技术学院农业微生物学国家重点实验室武汉430070

土壤微生物代谢活性与土壤功能直接相关,是评价土壤质量的灵敏的、普适的综合指标.物质的理化或生物变化过程都伴随着热效应,等温微量热技术可精确测定和跟踪此过程,其研究领域广范并带动土壤微生物的代谢热力学研究蓬勃发展.本文首先... 详细信息

土壤微生物代谢活性与土壤功能直接相关,是评价土壤质量的灵敏的、普适的综合指标.物质的理化或生物变化过程都伴随着热效应,等温微量热技术可精确测定和跟踪此过程,其研究领域广范并带动土壤微生物的代谢热力学研究蓬勃发展.本文首先简要介绍微量热技术、普遍采用的底物诱导法揭示的微生物代谢活性和国内外研究团队.然后重点综述微量热技术在土壤微生物学的主要研究成果,包括代谢热力学可量化微生物对土壤有机碳的同化效率;土壤微生物在短时间内达到最大热释放值,伴随高的生长速率,表明其代谢活性高;代谢热熵(单位微生物热释放值)可指示微生物对土壤有机碳的转化和利用效率,是指示土壤质量的良好指标;外源污染物总体上抑制土壤微生物代谢活性;检测过程中应重视微量热测定的影响因素与条件优化.讨论测定过程中微生物生长条件的标准化和底物问题.最后展望潜在的研究方向,微量热技术与各种技术的有机结合,有望在土壤微生物结构与活性的地理属性、气候变化、土壤质量的空间大尺度比较和外源污染物的生物毒性评价等方面发挥其重要作用.

关键词：代谢热力学底物诱导法微生物活性土壤质量

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考虑轴向力及附加质量的谐振音叉建模及仿真

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图学学报 2012年第4期33卷 98-102页

作者：郭占社宋春苗郑仕学北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 重庆嘉陵华光光电科技有限公司重庆400700

为解决考虑轴向力及附件质量的谐振音叉理论计算问题,在对没有考虑附加质量及轴向力的音叉理论模型进行分析的基础上,采用瑞利法和能量守恒定律,分别对考虑轴向力,考虑附加质量及同时考虑轴向力及附加质量3种情况下谐振音叉的理论模型... 详细信息

为解决考虑轴向力及附件质量的谐振音叉理论计算问题,在对没有考虑附加质量及轴向力的音叉理论模型进行分析的基础上,采用瑞利法和能量守恒定律,分别对考虑轴向力,考虑附加质量及同时考虑轴向力及附加质量3种情况下谐振音叉的理论模型进行了推导。在此基础上,采用有限元仿真的方法,对上述几种情况的理论模型的正确性进行了验证,多个仿真结果表明,理论计算结果与仿真结果之间的相对误差小于1%,说明了理论模型的正确性。

关键词：谐振音叉附加质量轴向力理论模型有限元仿真

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有机磷水解酶的大肠杆菌细胞表面展示与酶活特性

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武汉大学学报（理学版） 2008年第2期54卷 227-233页

作者：张红星李茜茜叶婷郑世学李林华中农业大学农业微生物学国家重点实验室湖北武汉430070

利用丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)KCTC1832菌株的冰核蛋白(InaK)的N-末端作为锚定单元和来自黄杆菌(Flavobacterium sp.)ATCC27551菌株opd基因编码的有机磷水解酶作为功能蛋白,构建了一株具有全细胞催化效应的大肠杆菌(Escherich... 详细信息

利用丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)KCTC1832菌株的冰核蛋白(InaK)的N-末端作为锚定单元和来自黄杆菌(Flavobacterium sp.)ATCC27551菌株opd基因编码的有机磷水解酶作为功能蛋白,构建了一株具有全细胞催化效应的大肠杆菌(Escherichia coli)表面展示工程菌MMBL-405.对该工程菌全细胞有机磷水解酶活性的正交试验结果表明,在诱导物IPTG浓度为0.1 mmol/L、诱导温度为20℃、诱导时间为8 h和Co2+添加浓度为100μmol/L的优化培养条件下,其全细胞酶活性可达到0.62 U/mg细胞干重,是目前国外同类工作所报道酶活性的13.7倍以上.对工程菌所携带的外源质粒在无抗性条件下的稳定性进行了测定,结果表明工程菌经连续转接7次和继代培养168 h后,质粒携载率仍达到60%.

关键词：有机磷水解酶表面展示生物降解全细胞酶活性

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四种AM真菌接种剂的田间效应及其分子检测研究

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土壤学报 2004年第5期41卷 742-749页

作者：郑世学董秀丽喻子牛赵斌华中农业大学生命科学技术学院农业微生物学国家重点实验室武汉430070

采用灭菌土壤生产了 4种AM真菌接种剂。在盆栽条件下测试了接种剂的质量 ,结果显示 ,4种接种剂促进玉米生长效果明显 ,地上部分生物量均显著高于对照 (p <0 .0 1 ) ;以MPN试验检测了接种剂的侵染能力 ,结果表明每克接种剂中真菌的繁殖... 详细信息

采用灭菌土壤生产了 4种AM真菌接种剂。在盆栽条件下测试了接种剂的质量 ,结果显示 ,4种接种剂促进玉米生长效果明显 ,地上部分生物量均显著高于对照 (p <0 .0 1 ) ;以MPN试验检测了接种剂的侵染能力 ,结果表明每克接种剂中真菌的繁殖体数在 95～ 1 4 0 0之间。将AM真菌的预接种技术和农业生产上的营养钵育苗技术相结合 ,进行了玉米的田间试验 ,结果显示 ,玉米根系的AM真菌感染率早期增长较快 ,然后趋于平稳 ;AM真菌接种剂A(Glomusconstrictum)、C (Glomus三种菌混合 )和D (G .intraradices)对玉米籽粒产量有显著的增产效果 (p <0 .0 5 ) ;玉米籽粒的淀粉含量和磷含量也高于对照。运用特异性分子探针和nest ed PCR技术 ,从田间接种AM真菌Glomusintraradices和G .mosseae的玉米根样中粗提DNA进行特异性扩增 ,成功地从感染根段中检测到特定的接种AM真菌。本工作从分子水平为评价高效AM真菌的应用潜力、研究AM真菌之间及其与其他微生物之间的相互关系奠定了基础。

关键词： AM真菌接种剂田间效应分子检测田间试验

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