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9-羟基菲对α-葡萄糖苷酶的活性影响及相互作用研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 398-405页

作者：张静王鸿辉金亮廖颖敏李恒河口生态安全与环境健康福建省高校重点实验室厦门大学嘉庚学院环境科学与工程学院福建漳州363105

α-葡萄糖苷酶(GAA)作为一类重要的糖苷水解酶,是维持人体血糖平衡的重要功能性蛋白质。长期以来,为实现高血糖人群的降糖,研究人员多关注于探寻具有GAA活性抑制作用的食品、药品,但鲜有研究关注于人体非主动摄取的外源物质对GAA正常生... 详细信息

α-葡萄糖苷酶(GAA)作为一类重要的糖苷水解酶,是维持人体血糖平衡的重要功能性蛋白质。长期以来,为实现高血糖人群的降糖,研究人员多关注于探寻具有GAA活性抑制作用的食品、药品,但鲜有研究关注于人体非主动摄取的外源物质对GAA正常生理功能可能产生的影响。该研究选取典型多环芳烃类物质—菲的羟基代谢产物9-羟基菲(9-OHPhe),探究其对GAA活性功能的影响及潜在机制。为获得9-OHPhe与GAA的结合作用信息,PARAFAC法被应用于光谱重叠的9-OHPhe和GAA的三维荧光光谱(EEM)数据的解析,同时分子对接法被运用于分析分子层面两者结合的微观信息。9-OHPhe对GAA的活性有抑制作用,相应的IC50值为(7.59±1.91)μmol L^(-1);PARAFAC可有效应用于荧光光谱重叠的GAA和9-OHPhe反应体系的荧光数据解析;9-OHPhe可引起GAA内源荧光的静态猝灭,两者能形成1∶1复合物,在298 K下其结合常数为(8.91±0.68)×10^(3) L·mol^(-1);9-OHPhe与GAA的GLN281、LEU305、ASN319、LEU321、TYR322、LEU323和TYR352之间产生了疏水作用力,与GLN309和ASN319分别形成了键长为2.71和3.05Å的氢键;低浓度的9-OHPhe可使GAA的二级结构变得稳定,但过高浓度的9-OHPhe则会破坏GAA的结构稳定性。9-OHPhe对GAA活性有明显抑制效应,提示相关外源污染物进入健康人体后经这一途径所可能引起的血糖平衡紊乱值得关注和深入研究。

关键词： α-葡萄糖苷酶 9-羟基菲三维荧光光谱平行因子分析法结合作用活性抑制

丛枝菌根真菌提高入侵杂草南美蟛蜞菊对除草剂的耐受性

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植物生态学报 2024年第5期48卷 651-659页

作者：胡蝶蒋欣琪戴志聪陈戴一张雨祁珊珊杜道林江苏大学农业工程学院江苏镇江212013 江苏大学环境与安全工程学院环境生态研究所江苏镇江212013 江苏大学京江学院江苏镇江212013

入侵杂草南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)的优势生长严重危害本土植物群落和生态系统的稳定性。近年来,化学防治依然是最主要的杂草防控手段。丛枝菌根真菌(AMF)作为一种菌根共生体,在宿主植物的生长和抵抗外界环境胁迫中起到重要... 详细信息

入侵杂草南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)的优势生长严重危害本土植物群落和生态系统的稳定性。近年来,化学防治依然是最主要的杂草防控手段。丛枝菌根真菌(AMF)作为一种菌根共生体,在宿主植物的生长和抵抗外界环境胁迫中起到重要的作用。该研究通过温室控制实验设置4种处理方式:对照组、只接种AMF、只喷施除草剂以及喷施除草剂并接种AMF,以验证AMF是否在入侵杂草南美蟛蜞菊响应除草剂中起到重要作用。结果显示:在草甘膦铵盐除草剂的胁迫下,南美蟛蜞菊的菌根侵染率、泡囊数以及菌根侵染丰度等级占比都显著上升;相比于只喷施除草剂处理,接种AMF显著增加南美蟛蜞菊的叶面积、地上生物量和根冠比,显著减少黄酮醇相对含量以及叶片损害数。首次发现与AMF的共生能缓解除草剂对入侵杂草南美蟛蜞菊的胁迫。因此,在杂草的化学防治过程中,与AMF的共生可能极大提高杂草对除草剂的抗性,可为入侵杂草的有效防控提供新的思考途径。

关键词：南美蟛蜞菊丛枝菌根真菌草甘膦铵盐除草剂植物微生物互作

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金鱼藻茎叶腐烂分解对枯落物表面真菌的影响

生态与农村环境学报 2024年第8期40卷 1047-1058页

作者：马倩倩李亚楠宋海涯陶苗苗肖思思周晓红解清杰江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013

真菌是植物枯落物主要分解者之一,其在枯落物分解以及生物地球化学循环中发挥着重要作用。目前关于沉水植物枯落物分解对真菌群落结构等的影响研究较为匮乏。笔者以沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,采用2种不同孔径... 详细信息

真菌是植物枯落物主要分解者之一,其在枯落物分解以及生物地球化学循环中发挥着重要作用。目前关于沉水植物枯落物分解对真菌群落结构等的影响研究较为匮乏。笔者以沉水植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,采用2种不同孔径分解袋构建枯落物腐烂分解野外实验系统,定期(6、28、145 d)采集枯落物样品,采用内部转录间隔区(ITS)高通量测序技术对枯落物表面真菌群落结构及多样性进行分析,并揭示枯落物理化参数及所在水域水质参数对真菌的影响。结果表明,18个金鱼藻枯落物样品共获得2786个可操纵分类单元(OTU),包含13门42纲110目262科542属,优势门为子囊菌门(Ascomycota),相对丰度为46.31%。3个分解时间内枯落物真菌α多样性指数无显著差异(P>0.05),而真菌群落结构则随着分解时间延长呈明显变化。基于韦恩图(Venn)、层级聚类以及主坐标分析(PCoA)结果证实,同一分解时间枯落物真菌群落组成较为相似,而不同分解时间枯落物真菌群落组成发生明显改变。相似性分析(ANOSIM)以及置换多元方差分析(PERMANOVA)表明,枯落物真菌群落结构的显著性差异受分解时间的影响(P0.05)。典范对应分析(CCA)以及冗余分析(RDA)揭示了真菌群落结构变化与枯落物生物量、分解速率、全氮(TN)、全磷(TP)、全碳(TC)含量、碳氮比(C/N)以及氮磷比(N/P)等参数间存在显著相关性(P<0.05)。所在水域水体TN和TP浓度、COD、pH值、DO浓度以及温度因子亦对真菌群落结构的变化产生显著影响(P<0.05)。斯皮尔曼相关性热图以及曼特尔检验进一步验证了金鱼藻枯落物真菌物种及群落组成受枯落物理化特性及其所在水域水质参数的双重影响。

关键词：枯落物真菌多样性群落组成衰亡

菹草茎叶附着细菌与周围环境中细菌群落结构及功能差异分析

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环境科学 2024年

作者：李亚楠陶苗苗宋海涯肖思思周晓红许小红江苏大学环境与安全工程学院江苏大学应急管理学院

沉水植物整个植株生长于水面以下，其茎叶等组织可为水体浮游细菌定植提供良好的生物载体，促使细菌大量附着并与沉水植物共生，成为水生态系统的重要组成部分之一. 为进一步了解沉水植物茎叶附着细菌群落结构及其功能特征，以优势沉水... 详细信息

沉水植物整个植株生长于水面以下，其茎叶等组织可为水体浮游细菌定植提供良好的生物载体，促使细菌大量附着并与沉水植物共生，成为水生态系统的重要组成部分之一. 为进一步了解沉水植物茎叶附着细菌群落结构及其功能特征，以优势沉水植物菹草为研究对象，采集菹草茎叶组织以及上覆水和沉积物等环境样品，对比分析菹草茎叶附着细菌及其植物所处水域水体浮游细菌及沉积物细菌群落及其功能差异. 结果表明，3种来源样品总共检测OTUs共10320个，包含64门、189纲、448目、721科和1366属. 沉积物细菌群落丰富度以及多样性最高，其次为植物茎叶附着细菌，水体浮游细菌Alpha多样性指数最低，3种来源样品Alpha多样性4个指数间均存在显著差异（P<0.05）. 相同来源样品的细菌群落结构相似度较高，而不同来源样品细菌群落结构呈显著性差异（P<0.05），反映出上覆水、沉积物以及菹草茎叶附着细菌各自形成复杂而独特的群落结构. 门、目以及属分类水平上，3种来源样品大部分优势细菌类群、非优势类群以及偶见类群相对丰度存在显著差异（P<0.05）. 变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是共有优势细菌门，而厚壁菌门则是植物茎叶附着细菌特有优势门. 碳水化合物代谢、能量代谢、氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢等在3种样品中存在显著差异（P<0.05）；菹草茎叶样品中化能异养型和需氧化能异养功能类型相对丰度高于水和沉积物样品. 沉积物样品中具有更高的硝酸盐还原、氮呼吸和硝酸呼吸功能. 综上，沉水植物茎叶表面积可促使细菌附着，形成独一无二的植物茎叶附着细菌群落；菹草及其周围水体及沉积物在营养元素的生物地球化学循环过程中发挥了不同的潜力.

关键词：沉水植物淡水细菌多样性功能

挺水植物菖蒲根区沉积物细菌群落结构和功能特征分析

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环境化学 2024年第6期43卷 1942-1953页

作者：陶苗苗李亚楠宋海涯李维斌周晓红许小红江苏大学环境与安全工程学院镇江212013 江苏大学应急管理学院镇江212013

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175... 详细信息

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175天时菖蒲根区及无植物对照系统沉积物样品,研究菖蒲生长发育对根区沉积物细菌群落及功能的影响.结果表明,菖蒲根区沉积物共检测OTUs数量11659个,无植物的沉积物样品获得OTUs数量为10337个.基于OTUs结果的分析发现,菖蒲根区沉积物Shannon、Sobs、ACE和Chao指数平均值表现为CA>CK;相比于对照组而言,菖蒲根区独有的OTUs数量略高,意味着菖蒲生长可能会丰富根区沉积物细菌的物种组成,尤其是对于细菌群落中相对丰度占比较小的物种产生显著影响;通过FAPROTAX对菖蒲根区及对照系统沉积物细菌代谢及生态功能进行注释,共得到67种细菌群落功能类型,以化能异养、需氧化能异养、发酵、固氮作用、光合自养、亚硝酸盐还原功能等类群为主,菖蒲的生长将提高氮循环功能类群的相对丰度从而对沉积物氮循环过程产生一定的影响,且这种影响将随菖蒲的不同生长阶段而有所变化.沉积物理化参数是驱动菖蒲根区细菌群落的关键因子.

关键词：菖蒲根区沉积物细菌群落功能预测

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我国地表水中多氯联苯的时空演变及管控策略

中国环境科学 2024年第6期44卷 3217-3225页

作者：高云泽杨超许梓尧 Gedion Tsegay Hailu 冯甘雨朱宁正孟祥周同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室上海污染控制与生态安全研究院上海200092 污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 嘉兴同济环境研究院浙江嘉兴314033

基于文献调研和现场调查,系统探讨我国地表水体中多氯联苯(PCBs)的历史变化规律,分析典型湖泊(滇池和太湖)中PCBs的赋存特征及潜在来源,并剖析PCBs管控政策的有效性.结果表明,我国地表水环境PCBs污染水平呈现“M”形演变特征,分别在1930... 详细信息

基于文献调研和现场调查,系统探讨我国地表水体中多氯联苯(PCBs)的历史变化规律,分析典型湖泊(滇池和太湖)中PCBs的赋存特征及潜在来源,并剖析PCBs管控政策的有效性.结果表明,我国地表水环境PCBs污染水平呈现“M”形演变特征,分别在1930s和2000s达到峰值.全国地表水历史检出浓度最大值达到3110ng/L.目前环境浓度普遍较低但部分区域存在点源释放.潜在的PCBs污染来自于颜料/油漆行业、电子废物及医疗垃圾焚烧等.生态系统风险评价显示太湖水体中PCBs对水生生物健康存在负面效应,需要进一步强化PCBs的源头管控,从混合毒性当量角度制定水环境标准,提升水生生物多样性保护水平.

关键词：多氯联苯历史趋势污染现状生态风险管控策略

基于秀丽线虫构建生态环境健康课程链式实验教学体系

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生态毒理学报 2024年第3期19卷 124-130页

作者：于振洋 Rafeeq Karam Mustafa Mustafa 尹大强同济大学环境科学与工程学院上海200092 上海污染控制与生态安全研究院上海200092 嘉兴同济环境研究院嘉兴314051

我国生态环境健康领域不断发展,生态环境健康教学逐渐形成完善的教育体系与课程链,但目前尚缺乏与课堂理论教学相匹配的实验教学体系,对培养创新思维与实践能力兼备的专业人才提出了新的挑战。秀丽线虫,生物学背景雄厚,是生命科学、生... 详细信息

我国生态环境健康领域不断发展,生态环境健康教学逐渐形成完善的教育体系与课程链,但目前尚缺乏与课堂理论教学相匹配的实验教学体系,对培养创新思维与实践能力兼备的专业人才提出了新的挑战。秀丽线虫,生物学背景雄厚,是生命科学、生态环境健康中广泛使用的模式生物。本文以秀丽线虫为模式动物,构建较为完整的实验内容和案例教学体系,涵盖培养基配制、微生物显微观测、个体生长发育、生殖能力、总蛋白含量、催化酶活性、基因表达水平等方面内容与检测方法,与微生物学、分子生物学、生物化学、环境毒理学、生态毒理学等相关理论体系匹配,锻炼学生实践动手与实验设计技能,为学生后续围绕科学问题开拓创造性思维、提升科研能力奠定基础。

关键词：生态环境健康秀丽线虫实验教学体系课程链

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煤矸石规模化生态利用原理与关键技术

煤炭学报 2024年第2期49卷 978-987页

作者：胡振琪赵艳玲毛缜中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 矿山生态安全教育部工程研究中心北京100083

煤炭是我国主要能源,是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物,每年产出量达7亿t以上,亟需规模化、生态化利用技术,以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上,提... 详细信息

煤炭是我国主要能源,是能源安全的压舱石。煤矸石作为采煤和洗煤加工过程中的必然产物,每年产出量达7亿t以上,亟需规模化、生态化利用技术,以破解煤矸石作为企业发展绊脚石的难题。在分析煤矸石大规模利用中的生态损伤机理的基础上,提出煤矸石规模化生态利用原理,从技术视角探讨了环境安全的规模化生态利用具体解决途径,提出了酸性煤矸石山原位污染控制与生态修复和煤矸石地面充填造地两大规模化生态利用方式关键技术。结果表明:(1)煤矸石规模化生态利用的关键是环境污染的防控,通过对矸石的可利用性和经济性评价,结合风险管控手段,可实现煤矸石规模化生态利用。(2)对已堆积的矸石山采用原位污染控制基础上的植被恢复以实现生态化利用,提出了污染源头诊断-防灭火与污染阻隔-植被恢复一体化的生态利用技术。基于矸石氧化产酸产热导致污染的机理分析,采用热红外与测绘技术相耦合进行煤矸石山深部燃点(氧化点)定位;研发了杀菌剂与还原菌耦合的氧化抑制剂并结合惰性材料覆盖碾压进行抑氧隔氧污染阻隔;对自燃区采用喷浆控火与注浆灭火结合的安全灭火技术;氧化抑制剂结合惰性材料覆盖碾压的长效防火技术;提出以乡土草灌为主的防燃型植被恢复技术,可实现酸性煤矸石山的原位污染控制与生态修复。(3)通过地面充填生态化利用可行性分析、充填生态化利用技术和维护管理长期监测,可实现煤矸石地面充填造地的生态化利用。其关键是矸石材料筛选的污染风险分析、地面充填场地选择的可行性分析以及充填全过程的环保措施,包括充填前的场地底部防渗阻隔、渗滤液导排等安全环保措施,充填中的分层充填技术、防火控酸的污染防控和土壤剖面重构技术,充填后的侵蚀控制、植被恢复等技术。煤矸石规模化生态利用不仅解决了矿区固废堆存带来的生态环境问题,还通过对新、旧矸石的科学合理利用,打造矿区生态修复的新模式。

关键词：煤矸石规模化生态利用污染防控

水稻根内生菌Bacillus ***35耐受及累积吸附Cd的机制

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科学通报 2024年第7期69卷 950-964页

作者：王博黄琴石美侠史高玲卢信陈未高岩江苏大学环境与安全工程学院镇江212013 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014 农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

水稻对镉(Cd)的高富集能力会引发人体健康风险.利用内生菌降低水稻根系Cd移动性的研究已被广泛关注,但具有高Cd耐受性的水稻内生菌资源尚待发掘,其对不同浓度Cd的耐受和累积吸附机制也有待深入研究.本研究基于前期筛选出的高Cd耐受性水... 详细信息

水稻对镉(Cd)的高富集能力会引发人体健康风险.利用内生菌降低水稻根系Cd移动性的研究已被广泛关注,但具有高Cd耐受性的水稻内生菌资源尚待发掘,其对不同浓度Cd的耐受和累积吸附机制也有待深入研究.本研究基于前期筛选出的高Cd耐受性水稻根内生菌Bacillus ***35,通过液体培养实验研究其对Cd的耐受和累积吸附机制.结果表明,菌株RE35对Cd的最大耐受浓度可达600 mg/L,最大吸附容量为28.49 mg/g,对1和5 mg/L Cd^(2+)的去除率可达88.4%和80.4%.当Cd浓度低于20 mg/L时,菌株RE35对Cd^(2+)的去除以胞内累积为主,随着Cd浓度升高,菌株三磷酸腺苷酶活性显著增强,透射电子显微镜和X射线能谱结果显示Cd均匀地分布于菌株细胞内.当Cd浓度高于20 mg/L时,胞外吸附对Cd^(2+)的去除具有重要作用,其分泌的胞外聚合物中蛋白质组分增加.X射线光电子能谱和傅里叶变换红外吸收光谱结果显示,菌株胞外蛋白质的氨基和酰胺等基团与Cd的吸附密切相关.本研究阐明了高Cd耐受性内生菌RE35对不同浓度Cd的累积吸附机制,为内生菌菌剂开发提供了宝贵的菌种资源信息.

关键词：水稻内生菌镉耐受性胞内累积胞外吸附芽孢杆菌