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土壤铝污染下菊芋叶片对外源柠檬酸的生理响应

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环境科学学报 2024年第4期44卷 368-380页

作者：鲍若妍俞奕汝王娴李春俣孙靖菲庄家莹邵甜甜吴文静叶梦瑶赵杭沈璐垚刘鹏洪华嫦浙江师范大学生命科学学院金华321004 浙江师范大学地理与环境科学学院金华321004

铝是酸性土壤中导致植物生长受阻的关键因素,为阐明柠檬酸对铝胁迫下菊芋叶片的生理响应,以耐铝性差异较大的南京菊芋(NJ H.t)和资阳菊芋(ZY H.t)为试验材料,对其进行不同浓度(0、350、700μmol·L^(-1))铝胁迫,同时分别施加0、30、60... 详细信息

铝是酸性土壤中导致植物生长受阻的关键因素,为阐明柠檬酸对铝胁迫下菊芋叶片的生理响应,以耐铝性差异较大的南京菊芋(NJ H.t)和资阳菊芋(ZY H.t)为试验材料,对其进行不同浓度(0、350、700μmol·L^(-1))铝胁迫,同时分别施加0、30、60、90μmol·L^(-1)柠檬酸(Citric Acid,CA),探究对菊芋叶片各时期(10、20、30 d)叶面积、抗氧化系统、光化学系统、营养元素含量及遗传系统稳定性的影响,并对其耐铝机理进行探究.结果表明:铝胁迫抑制了两种菊芋光合电子传递效率和PSⅡ活性,并对抗氧化系统产生损伤,且随浓度升高抑制程度加剧;多组数据显示CA浓度为60μmol·L^(-1)时,对铝胁迫缓解效果最佳,但两种菊芋生理变化峰值时间存在差异.施加CA后叶面积抑制现象减弱,SOD、POD、CAT活性均显著增加;叶绿素a、b含量及F_(v)/F_(m)有较大增幅的同时,初始荧光F_(0)及G_(s)、P_(n)和T_(r)均有所下降,光合转化效率增强.同时,施加柠檬酸能够促进菊芋对N、Ca、Mg、P的吸收,并抑制K元素的吸收,其中,柠檬酸对菊芋叶片Ca含量作用最为明显.此外,柠檬酸可使细胞核拖尾现象得到抑制,菊芋DNA损伤有所缓解.本研究通过各指标测定,初步了解铝胁迫下菊芋在生理上的耐铝机制,为酸性土壤下的菊芋种植提供理论依据.

关键词：菊芋铝胁迫柠檬酸叶面积抗氧化系统光化学系统营养元素 DNA损伤

盐胁迫下接种丛枝菌根真菌对两种典型荒漠河岸林植物幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1333-1340页

作者：陈晓楠伊力努尔·艾力高文礼王海鸥麦格皮热提古丽·达吾提马晓东新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室乌鲁木齐830054

多枝柽柳和疏叶骆驼刺是塔里木河下游荒漠河岸林中两种典型的菌根植物,二者在幼苗生长脆弱期受盐胁迫影响较大。为探讨盐胁迫下丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对两种植物幼苗生长及叶绿素荧光特性的影响,本试验采用盆... 详细信息

多枝柽柳和疏叶骆驼刺是塔里木河下游荒漠河岸林中两种典型的菌根植物,二者在幼苗生长脆弱期受盐胁迫影响较大。为探讨盐胁迫下丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对两种植物幼苗生长及叶绿素荧光特性的影响,本试验采用盆栽试验法,设置空白对照(CK)、接种AMF(CK+AMF)、盐胁迫(S)和盐胁迫下接种AMF(S+AMF)4种处理,测定幼苗根系AMF侵染情况(侵染率、侵染强度)、幼苗生长(株高、基径、冠幅、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、根尖数)、叶绿素含量(叶绿素a和b、总叶绿素)和叶绿素荧光参数(初始荧光F_(o)、最大荧光F_(m)、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ、最大光化学效率F_(v)/F_(m)和潜在活性F_(v)/F_(o))。结果表明:盐胁迫显著抑制多枝柽柳和疏叶骆驼刺幼苗的侵染率、表观生长指标、叶绿素含量及叶绿素荧光参数(P<0.05);接种AMF可促进幼苗的地上和地下部分的生长;增加叶绿素含量及F_(o)、F_(m)和qP值,减小NPQ值及盐胁迫时间对F_(v)/F_(m)、F_(v)/F_(o)的变化幅度,提高叶绿素荧光特性,以减弱盐胁迫对幼苗的伤害;AMF对疏叶骆驼刺幼苗的缓解作用大于多枝柽柳幼苗;盐胁迫下AMF可通过增加宿主植物根系生长、提高叶绿素含量和叶绿素荧光特性来促进幼苗生长,并在不同生活型植物间存在差异。

关键词：丛枝菌根真菌盐胁迫多枝柽柳疏叶骆驼刺根系叶绿素荧光

丛枝菌根真菌-枯草芽孢杆菌组合体系对盐碱土壤微生态的修复作用研究

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中国环境科学 2024年

作者：叶玢妤俞跃何沛益谢启晓杨瑞滢吴嘉睿刘怡琳林子然赖威宇许凌祎刘鹏洪华嫦浙江师范大学生命科学学院浙江师范大学化学与材料科学学院浙江师范大学地理与环境科学学院

为缓解盐碱化对土壤微生态环境造成的危害，探究双菌组合体系对盐碱土壤微生态的修复作用.本文以中蔬四号番茄（Lycopersicon esculentum L.）品种为试验材料，丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）和枯草芽孢杆菌（Bacil... 详细信息

为缓解盐碱化对土壤微生态环境造成的危害，探究双菌组合体系对盐碱土壤微生态的修复作用.本文以中蔬四号番茄（Lycopersicon esculentum L.）品种为试验材料，丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis Cohn）为试验菌剂，分别采用盆栽培养法和灌根法接种菌剂，通过盆栽实验，设置15mmol/L(SA1)、75mmol/L(SA2)、150mmol/L(SA3)盐碱溶液浓度，探明外施丛枝菌根真菌与枯草芽孢杆菌盐对碱胁迫下供试番茄土壤微生态环境的影响.AMF+枯草芽孢杆菌灭菌液（Gm）、AMF灭菌物+枯草芽孢杆菌（B）组对盐碱土壤具有一定改善作用，而双菌处理（Gm+B）组具有更强的治理效果.双菌处理下株高较空白对照组(CK1)增长最为显著，提高了57.52%，较添加灭活菌液对照组(CK2)提高了58.04%.土壤pH与电导率呈上升趋势，土壤含水量下降.菌种协同施加（Gm+B）与对应浓度盐胁迫下CK1相比，土壤有机质最高上升47.15%，大于Gm、B组增幅.同时全氮（N）含量，速效磷（P）和速效钾（K）含量均呈上升趋势.土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均于双菌处理下较添加无菌水的空白对照组得到显著增强，10d SA2处理下的脲酶活性与CK1相比提高了63.64%，蔗糖酶和过氧化氢酶则在不同时期（30d、10d）的高盐（150 mmol/L）胁迫下分别提升209.63%和45.26%.Gm+B组脲酶和蔗糖酶活性下降速率较CK1组均有所减缓，最低可降至9.53%、10.03%，过氧化氢酶活性增加了10.97%.土壤中细菌、真菌、放线菌数目均上升，最大增长幅度为CK1的1.93倍(SA2+Gm+B)、1.25倍(SA2+Gm+B)和4.37倍(SA3+Gm+B)，根际微生物群落结构得到一定的改善.接种的两种生态功能菌群协同互作使盐碱土pH和电导率降低，含水量显著增加.全氮（N）、速效磷（P）和速效钾（K）含量呈上升趋势，提高丛枝菌根真菌侵染率，削弱盐碱土壤对酶活性的损害程度，促进植物根茎发育.因此，丛枝菌根真菌-枯草芽孢杆菌组合体系具有对盐碱土壤微环境进行有效生态恢复的潜力.

关键词： AMF 枯草芽孢杆菌盐碱胁迫土壤微生态修复作用

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新疆北鲵雄性生殖系统季节发育规律特征

应用与环境生物学报 2024年第2期30卷 394-401页

作者：曲宣成张晓清刘华湘王秀玲袁亮新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室乌鲁木齐830054 新疆师范大学生命科学学院中亚区域跨境有害生物联合控制国际联合研究中心乌鲁木齐830054

为揭示新疆北鲵适应高海拔高寒环境的繁殖策略,对新疆北鲵成年雄性生殖系统季节发育规律开展研究.在一个自然年里,每一个半月从北鲵自然种群中采集1尾成年雄性个体,由8尾个体组成连续的雄性性腺季节发育谱.基于解剖学和组织细胞学方法... 详细信息

为揭示新疆北鲵适应高海拔高寒环境的繁殖策略,对新疆北鲵成年雄性生殖系统季节发育规律开展研究.在一个自然年里,每一个半月从北鲵自然种群中采集1尾成年雄性个体,由8尾个体组成连续的雄性性腺季节发育谱.基于解剖学和组织细胞学方法对不同季节北鲵雄性生殖系统发育规律特征进行描述和分析.北鲵雄性性腺发育周期分为繁殖期、营养期和冬眠期.其中繁殖期分春季Ⅰ期、春季Ⅱ期和夏季Ⅰ期,春季Ⅰ期睾丸内含有大量成熟精子,性腺指数(GSI)达全年峰值5.93%,脂肪体指数(FBI)为全年最低值0.06%,为繁殖活动做准备;春季Ⅱ期睾丸内精子全部移入输精管,GSI指数为全年最低值0.49%,为排精做准备,FBI指数微升至0.13%;夏季Ⅰ期输精管内精子完全排出,GSI指数微升至0.66%,暗示雄性性腺启动新一轮发育,同时FBI指数略升至0.14%.营养期分夏季Ⅱ期和秋季Ⅰ期,该时期生精小叶由内向外依次被初级精原细胞、次级精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞填充并逐渐充盈,GSI指数提升至1.62%,FBI指数达全年峰值0.51%.冬眠期分秋季Ⅱ期、冬季Ⅰ期和冬季Ⅱ期,该阶段睾丸内发育出成熟精子,GSI指数由1.87%升至3.75%,FBI指数先降到0.39%后升至0.45%,暗示其经历冬眠后为新一轮繁殖准备.上述研究表明成年雄性北鲵的精子一年发育成熟一次,即雄性北鲵繁殖周期为一年一次,属典型的不连续繁殖周期型两栖类,但在交配期(4月下旬至6月下旬)内雄性北鲵可多次参与交配和排精,直至精子排空;结果可为科学保护新疆北鲵和探索人工繁殖技术提供生殖生物学理论依据.(图6表2参41)

关键词：新疆北鲵雄性生殖系统性腺繁殖周期

干旱胁迫下AMF对两种荒漠植物幼苗生长及荧光特性的影响

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草业科学 2024年

作者：麦格皮热提古丽·达吾提王海鸥陈晓楠伊力努尔·艾力马晓东新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物实验室

探讨干旱胁迫条件下，丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi， AMF)菌丝传递距离对疏叶骆驼刺和多枝柽柳幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响，对于维持荒漠化地区生态系统结构与功能的稳定具有重要意义。本试验采用盆栽试验的方法，... 详细信息

探讨干旱胁迫条件下，丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi， AMF)菌丝传递距离对疏叶骆驼刺和多枝柽柳幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响，对于维持荒漠化地区生态系统结构与功能的稳定具有重要意义。本试验采用盆栽试验的方法，选取疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)用作供体植物，而多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb)则是受体植物，研究了不同水分条件下菌丝传递短距离(15cm、S)和长距离(30cm、L)对AMF侵染率、株高、基径、根系形态结构以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：在重度胁迫条件下，菌丝传递长距离处理多枝柽柳的侵染率显著降低(P < 0.05)，与正常水分下的侵染率相比降幅为73.22%；中度水分条件下，AMF显著促进长、短距离受体株高、基径、生物量、比根长、根平均直径和根尖数的增加；中度水分条件下，AMF通过提高S、L处理受体Fm、 Fv/Fo、Fv/Fm值和qP值，降低Fo和NPQ值来减少干旱对光系统带来的损伤从而提高光合能力，且不同距离处理的受体间差异不显著；但重度水分条件下仅对S处理具有显著促进作用(P < 0.05)，对L处理下幼苗的地上部分生长和地下部分生长以及叶绿素荧光参数无显著促进作用。综上所述，在中度水分胁迫下，AMF定殖对长距离受体植物也能通过显著提高地上和地下部分生长及光合作用来缓解干旱胁迫对受体植物的伤害，提高其耐旱性，促进受体植物的生长；但在重度水分条件下，菌丝传递距离过长对菌根的定殖和幼苗的生长带来不利，而且AMF促进受体植物的能力也有限。

关键词：疏叶骆驼刺多枝柽柳 AMF 干旱胁迫叶绿素荧光根系

嘉陵江河岸湿地土壤好氧甲烷氧化潜力及关键功能微生物研究

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长江流域资源与环境 2024年第2期33卷 398-408页

作者：杨蕊毓彭超叶雨秋莫永亮路璐西华师范大学生命科学学院四川南充637002 西华师范大学环境科学与工程学院四川南充637002

河岸湿地是水域和陆地生态系统的交错带,也是微生物甲烷产生和氧化的热点区域。以嘉陵江(南充段)河岸湿地土壤为研究对象,采用室内微宇宙CH4氧化培养实验,以及基于13 CH4的稳定性同位素核酸探针(DNA-Stable Isotope Probing,DNA-SIP)技... 详细信息

河岸湿地是水域和陆地生态系统的交错带,也是微生物甲烷产生和氧化的热点区域。以嘉陵江(南充段)河岸湿地土壤为研究对象,采用室内微宇宙CH4氧化培养实验,以及基于13 CH4的稳定性同位素核酸探针(DNA-Stable Isotope Probing,DNA-SIP)技术和高通量测序技术,揭示该土壤中微生物的甲烷氧化潜力及其活性的好氧甲烷氧化微生物类群。结果表明,土壤中加入6%(v/v)的甲烷培养28 d后,甲烷的平均氧化速率为11.94μg g-1 d-1。通过对超高速密度梯度离心获得的DNA中pmoA基因的定量分析表明,好氧甲烷氧化微生物的DNA被13 C显著标记。对获得的13 C-标记的DNA测序发现,TypeⅠ和TypeⅡ的甲烷氧化菌主导了该土壤中的好氧甲烷氧化过程,其中TypeⅠ的相对丰度最高78.49%,包括Methylomicrobium、Crenothrix、Methylogaea,其中Methylomicrobium占比高达61.37%;隶属于TypeⅡ的Methylocystis参与了该土壤的好氧甲烷氧化过程。此外,FAPROTAX功能注释预测结果显示,13 C-DNA中微生物参与与碳循环相关的化能异养、甲醇氧化、甲基营养代谢等碳循环的功能,以及氮循环相关的固氮功能均显著增强,表明甲烷氧化微生物在进行甲烷氧化的同时,可能协同参与氮循环等其它生物地球化学循环过程。研究表明河岸湿地土壤的好氧甲烷氧化过程由多种具有代谢活性的微生物共同完成,为研究河岸湿地甲烷氧化关键微生物的生理生态特征提供参考。

关键词：河岸湿地甲烷氧化稳定性同位素核酸标记甲烷氧化微生物碳氮循环功能

嘉陵江河岸湿地土壤中参与多环芳烃降解的关键微生物

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长江流域资源与环境 2024年第1期33卷 189-200页

作者：颜辰瑶杨蕊毓叶春宏吴一超彭超路璐西华师范大学生命科学学院四川南充637009 西华师范大学环境科学与工程学院四川南充637009

为了探究河岸湿地土壤中多环芳烃(PAHs)在好氧和厌氧环境下的微生物降解过程,采用微宇宙培养结合高通量测序及化学分析方法,揭示了嘉陵江河岸湿地土壤对萘、荧蒽和芘3种PAHs的好氧和厌氧降解速率及其关键降解微生物类群,以及厌氧条件下... 详细信息

为了探究河岸湿地土壤中多环芳烃(PAHs)在好氧和厌氧环境下的微生物降解过程,采用微宇宙培养结合高通量测序及化学分析方法,揭示了嘉陵江河岸湿地土壤对萘、荧蒽和芘3种PAHs的好氧和厌氧降解速率及其关键降解微生物类群,以及厌氧条件下添加不同电子受体对PAHs微生物降解过程的影响。结果表明,在培养35 d后,有氧条件下,萘、荧蒽和芘的去除率分别为70.6%、61.5%和41.41%;在厌氧条件下,萘、荧蒽和芘的去除率分别为76.01%、72.59%和42.57%。添加NO3-显著促进了荧蒽和芘的厌氧降解效率,而添加SO42-显著抑制了3种PAHs的厌氧降解效率;水铁矿Fe(Ⅲ)仅显著促进了芘的降解效率,针铁矿Fe(Ⅲ)仅促进了荧蒽的降解效率。添加PAHs均显著促进了phnAc和bssA等功能基因的丰度。测序结果表明,好氧环境下的PAHs主导降解菌群为MND1、Arenimonas、Mycobacterium和Burkholderiales,而厌氧环境下则为Geobacteraceae、Hydrogenophaga和Bacteroidetes_vadinHA17。添加不同的电子受体改变了潜在的PAHs降解菌群,如添加NO3-显著促进了Lysobacter、Arenimonas等菌的增加。该研究表明河岸湿地土壤中PAHs降解过程由不同的好氧和厌氧降解菌群共同驱动,NO3-和Fe(Ⅲ)依赖型厌氧PAHs降解微生物可能对河岸湿地土壤中的PAHs移除有重要贡献。

关键词：多环芳烃微生物降解电子受体多环芳烃厌氧降解微生物群落

基于蓝藻生物炭粒子电极的3维电化学系统对磺胺甲恶唑的降解

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 24-34页

作者：张晴赵丽娜蒋欣边博杨维本赵俭波杨朕南京师范大学材料与化学科学学院江苏南京210023 南京师范大学环境学院江苏南京210023 塔里木大学生命科学学院新疆阿拉尔843300

遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX... 详细信息

遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX)。经过热解及酸/碱改性后,生物炭更大的比表面积和更丰富的孔道结构提高了SMX在粒子电极表面的富集能力;而蓝藻中原有的铁、氮等元素掺杂在热解生物炭中有效提高了体系中活性氧物种的产生量,使得体系对SMX的去除率和矿化率均显著提高。在最佳制备和运行条件下(粒子电极制备条件:700℃热解和碱改性;3DES运行条件:电流600mA、溶液pH为6、粒子电极用量1.00g/L、水流速300 mL/min、电解质Na_(2)SO_(4)浓度50mmol/L),SMX在120min内去除率可达96%以上;6h后,水体总有机碳(TOC)去除率可达94%。机理研究表明,3DES中,SMX降解的间接氧化作用(占比84.32%)大于直接氧化作用(占比15.68%);间接氧化中,HO^(·)和SO_(4)^(·-)在体系中均被检出,但是,未检测出超氧自由基和单线态氧;而相较于SO_(4)^(·-),HO^(·)对SMX的降解占主导地位(间接氧化中HO占比87.31%)。在连续循环使用6次后,3DES对SMX的去除效率仍能保持在85%以上。研究结果为基于蓝藻生物炭粒子电极的3DES在水处理领域的应用提供了技术支撑和理论依据。

关键词：蓝藻基粒子电极 3维电化学系统抗生素降解生物炭

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不同土壤基质条件下青檀的生态化学计量特征

环境化学 2024年

作者：张莉刘慧君王源秀王聪王友保安徽师范大学生态与环境学院安徽师范大学生命科学学院

青檀是我国特有的纤维树种，其韧皮纤维是制作宣纸的主要原材料，土壤条件对青檀生长具有较大影响.为探究不同成土基质土壤的限制性养分及青檀的环境适应性，选取安徽省泾县板岩、砂岩和石灰岩3种成土基质土壤及其上生长的青檀为研究对... 详细信息

青檀是我国特有的纤维树种，其韧皮纤维是制作宣纸的主要原材料，土壤条件对青檀生长具有较大影响.为探究不同成土基质土壤的限制性养分及青檀的环境适应性，选取安徽省泾县板岩、砂岩和石灰岩3种成土基质土壤及其上生长的青檀为研究对象，分析不同土壤基质条件下青檀的生态化学计量特征.结果显示，3种基质土壤间C、N、P含量存在显著差异，其中板岩土壤的C(56.50 g·kg-1)、N(4.91 g·kg-1)、P(1.03 g·kg-1)含量最高，石灰岩土壤N(1.22 g·kg-1)含量最低，砂岩土壤P含量最低(0.30 g·kg-1). 3种土壤中砂岩的C/P、N/P高于全国土壤均值；板岩的C/P低于全国土壤均值，N/P接近全国土壤均值；石灰岩的C/P、N/P均低于全国土壤均值. C/N方面，板岩土壤低于全国土壤C/N平均水平，砂岩和石灰岩基质土壤C/N均高于全国土壤平均水平. 3种成土基质土壤上青檀叶片N、P含量具有显著差异，其中石灰岩土壤上青檀叶片N(21.56 g·kg-1)、P(3.15 g·kg-1)含量最高.石灰岩基质土壤上青檀叶片的C/N、C/P均低，砂岩基质上青檀叶片C/N、C/P较高，板岩基质上的青檀介于两者之间.青檀叶片的N/P表现为砂岩基质(9.78)>石灰岩基质(7.64)>板岩基质(7.41)，均小于14.综合分析发现，P和N可能是3种基质土壤上青檀生长的限制性元素，其中砂岩基质受P限制更为严重；在适应对策上，石灰岩基质上青檀采取了竞争策略，砂岩基质上青檀选择了防御为主的适应策略，而板岩基质上的青檀介于二者之间，偏向于适应策略.

关键词：土壤基质青檀生态化学计量限制性养分生存策略