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ComX对贝莱斯芽胞杆菌B31生防性状及抑制番茄枯萎病菌活性的影响

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植物病理学报 2025年

作者：姜倩倩苏振贺刘高鸽魏亚蕊刘晓萌郭庆港魏学军马平河北工程大学园林与生态工程学院河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治技术创新中心/河北省作物有害生物综合防治国际科技联合研究中心

细菌可通过群体感应系统调控其代谢活动以适应外部环境，其中ComQXPA是芽胞杆菌的主要群体感应系统。贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）B31菌株在防治番茄和瓜类枯萎病方面表现出显著效果，本研究旨在探讨群体感应ComX信号分子对B.... 详细信息

细菌可通过群体感应系统调控其代谢活动以适应外部环境，其中ComQXPA是芽胞杆菌的主要群体感应系统。贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）B31菌株在防治番茄和瓜类枯萎病方面表现出显著效果，本研究旨在探讨群体感应ComX信号分子对B. velezensis B31菌株生防性状的影响。通过对B. velezensis B31菌株中ComX信号分子合成基因进行缺失突变，获得突变体ΔcomX，同时构建其互补菌株CPΔcomX，并且比较野生型B31菌株、突变体及其互补菌株在生防性状等方面的差异。结果表明，comX缺失突变对于B31菌株的生长无明显影响，但显著影响了其菌落形态、生物膜形成和游动性，且显著降低了其胞外酶活性、芽胞形成率以及对番茄枯萎病菌的抑菌活性。该研究明确了ComX对B31菌株生防性状的影响，为进一步利用该菌株进行生物防治提供了理论依据。

关键词：贝莱斯芽胞杆菌群体感应系统生物防治番茄枯萎病基因缺失和互补

藻类叶绿素荧光对除草剂生物毒性响应特性的研究

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光谱学与光谱分析 2018年第9期38卷 2820-2827页

作者：赵德华崔建升段莉丽武彤王立新刘大喜耿青君河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室河北石家庄050018

以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻、斜生栅藻为敏感藻,研究了莠去津、敌稗、敌草隆、灭草松四种除草剂及其混合剂对藻类光合特性的影响规律,实验同时确定了三种微藻荧光对除草剂的最佳响应时间。实验结果表明,除草剂显著降低了藻细胞类囊体... 详细信息

以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻、斜生栅藻为敏感藻,研究了莠去津、敌稗、敌草隆、灭草松四种除草剂及其混合剂对藻类光合特性的影响规律,实验同时确定了三种微藻荧光对除草剂的最佳响应时间。实验结果表明,除草剂显著降低了藻细胞类囊体膜中光系统Ⅱ的最大光合效率(Fv/Fm)、实际光合效率(Y(Ⅱ))、绝对电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP),而非光化学猝灭系数(qN)呈现上升趋势,400μg·L^(-1)敌草隆使蛋白核小球藻Fv/Fm参数值下降了41%。实验选用的三种实验藻在四种除草剂单独和混合胁迫下均发生了不同程度的光抑制效应,表现出光合效率、电子传递速率、光合活性的降低和光保护能力的增强,藻类自身具有一定的光保护机制可以降低除草剂的影响。除草剂能够影响藻细胞叶绿素荧光强度,其中灭草松对蛋白核小球藻的影响最为显著,在400μg·L^(-1)灭草松影响下蛋白核小球藻的叶绿素荧光强度下降了44%。

关键词：除草剂藻类荧光蛋白核小球藻铜绿微囊藻斜生栅藻

石家庄市土壤中喹诺酮类抗生素时空分布及其风险评估

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环境科学 2023年第4期44卷 2223-2233页

作者：赵鑫宇陈慧赵波宋圆梦卢梦淇崔建升张璐璐李双江河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

由于喹诺酮类(QNs)药物在人类医学中的重要性,世界卫生组织将其列为"最重要的抗菌药物".鉴于此,为阐明土壤中喹诺酮类抗生素时空分布特征及其风险,分别于2020年9月(秋季)和2021年6月(夏季)采集了18份表层土壤样品,并采用高效液相色谱串... 详细信息

由于喹诺酮类(QNs)药物在人类医学中的重要性,世界卫生组织将其列为"最重要的抗菌药物".鉴于此,为阐明土壤中喹诺酮类抗生素时空分布特征及其风险,分别于2020年9月(秋季)和2021年6月(夏季)采集了18份表层土壤样品,并采用高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS/MS)分析测定了土壤样品中的QNs抗生素含量,明晰了QNs时空分布特征及其环境影响因子;并采用风险商值法(RQ)进行了QNs生态风险和抗性风险评估.结果表明:①由2020年9月(秋季)至2021年6月(夏季),QNs含量平均值呈现下降趋势[秋季和夏季ω(QNs)平均值分别为94.88μg·kg-1和44.46μg·kg-1];中部(S9~S15)土壤中QNs含量最高而其他区域较低;②土壤中粉粒平均占比并无显著变化,而黏粒和砂粒平均占比分别呈升高和下降趋势;总磷(TP)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)和硝氮(NO_(3)^(-)-N)含量平均值呈下降趋势;③相关分析结果表明,QNs含量与土壤粒径、亚硝氮(NO_(2)^(-)-N)和硝氮(NO_(3)^(-)-N)等3种理化因子显著相关(P1),而联合抗性风险为中风险水平(0.1

关键词：喹诺酮类(QNs) 土壤时空分布影响因子生态风险抗性风险抗生素

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石家庄市春季景观水体nirS型反硝化细菌群落特征分析

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环境科学 2019年第7期40卷 3295-3303页

作者：张艺冉李再兴孙悦霍然孟文茹王凌霄申邵恒杨子程周石磊河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室

选取石家庄市主城区4个典型景观水体作为研究对象,在对水体水质特征分析的基础上,运用Illumina高通量测序技术对景观水体中的nir S型反硝化细菌种群结构和多样性进行测定,探究春季景观水体水质与nir S型反硝化细菌群落的相互关系.结果表... 详细信息

选取石家庄市主城区4个典型景观水体作为研究对象,在对水体水质特征分析的基础上,运用Illumina高通量测序技术对景观水体中的nir S型反硝化细菌种群结构和多样性进行测定,探究春季景观水体水质与nir S型反硝化细菌群落的相互关系.结果表明,4个景观水体中氮素含量为4.43~13.83 mg·L^-1,氮素污染较严重;基于三维荧光光谱的特征指数分析,4个景观水体均呈现出较强的自生源及弱腐殖质特征;Illumina高通量测序结果表明,不同景观水体中nir S型反硝化细菌大多为变形菌门,在优势菌属上差异显著;unclassified_Bacteria(53.52%)、假单胞菌(Pseudomonas)(60.48%)和红杆菌属(Rhodobacter)(46.94%)分别为裕西、水上和长安公园水体中的优势菌属,unclassified_Bacteria(36.19%)和unclassified_Proteobacteria(23.44%)为世纪公园水体中的优势菌属;冗余分析(RDA)结果表明,裕西公园反硝化细菌主要受硝氮、总氮和溶解氧的影响,水上公园反硝化细菌受总磷的影响较大,长安公园反硝化细菌主要受氨氮和亚硝氮的影响,世纪公园反硝化受总磷、亚硝氮和氨氮的影响较大.综上表明,春季不同景观水体的水质以及nir S型反硝化细菌的群落结构差异显著,通过开展景观水体水质、反硝化群落以及影响因素的研究,有助于对城市水系的水质特征以及反硝化群落结构的认识,对基于该水质特征的高效反硝化菌剂的研发具有指导意义.

关键词：景观水体 nirS型反硝化细菌 Illumina高通量测序群落结构冗余分析(RDA)

基于机器学习的海河流域河流氮素变化趋势及关键因子识别

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中国环境科学 2025年

作者：汪昊高凯璐尹高飞孙学莹刘一航张旭琳王凤翟梦瑜王佳宝李昭慧文宏达李文超河北农业大学资源与环境科学学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省农田生态环境重点实验室天津大学电气自动化与信息工程学院北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京工业大学循环经济研究院

总氮（TN）是我国河流水质的主要限制因子。准确识别其时空变化规律及关键影响因素，并预测其浓度变化，有助于提前识别污染趋势和规避水质恶化风险，为水质监测与污染防治提供科学依据。目前的研究主要面临动态实时监测不足、时空变... 详细信息

总氮（TN）是我国河流水质的主要限制因子。准确识别其时空变化规律及关键影响因素，并预测其浓度变化，有助于提前识别污染趋势和规避水质恶化风险，为水质监测与污染防治提供科学依据。目前的研究主要面临动态实时监测不足、时空变化建模能力有限、以及多源数据整合和特征选择困难等局限性。因此，本研究基于2021年 — 2024年海河流域69个水质监测站的监测数据，通过耦合随机森林模型（RF）和长短时记忆神经网络（LSTM）构建了TN浓度预测的RF - LSTM数据驱动模型，分析了TN浓度的时空变化规律及主要影响因素。结果表明：（1） 2021年TN浓度较高，2022年TN浓度较低，年均值变化在4.97 mg/L ～ 5.22 mg/L；（2）五个子流域TN浓度年内呈‘U’形的季节变化特征，TN浓度最高值出现在1月和2月，最低值出现在8月；（3）水温和溶解氧浓度是影响海河流域水体TN浓度的关键因子，水温与TN浓度呈极显著负相关，溶解氧浓度与TN浓度呈极显著正相关；（4） RF - LSTM 数据驱动模型的预测效果 (R2: 0.830 ～ 0.939) 优于传统单一LSTM (R2: 0.818 ～ 0.931) 模型，且RF - LSTM 数据驱动模型具有更强的泛化性能。

关键词：海河流域时空变化规律影响因子机器学习

甲乙基化植物油对藻荧光法检测三嗪类除草剂阿特拉津、扑草净与特丁通生物毒性的增敏性能研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1789-1800页

作者：杨瑞崔建升马小龙王合宇刘大喜王柳卜河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050018 河北省污染防治生物技术实验室河北石家庄050018

为了提升藻叶绿素荧光对痕量三嗪类除草剂的检测效果,以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和斜生四链藻为试验藻种,通过水样叶绿素荧光仪(WATER-PAM-WALZ)测量四个藻叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm、Y(Ⅱ)、NPQ和qP作为毒性评价指标,研究微藻对阿特... 详细信息

为了提升藻叶绿素荧光对痕量三嗪类除草剂的检测效果,以蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和斜生四链藻为试验藻种,通过水样叶绿素荧光仪(WATER-PAM-WALZ)测量四个藻叶绿素荧光动力学参数Fv/Fm、Y(Ⅱ)、NPQ和qP作为毒性评价指标,研究微藻对阿特拉津、扑草净与特丁通三种三嗪类除草剂毒性的响应时间和甲乙基化植物油对藻荧光法检测除草剂生物毒性的增敏效果。实验结果显示:①蛋白核小球藻、铜绿微囊藻和斜生四链藻对三种除草剂的生物毒性最佳响应时间分别为20、10和10 min;增敏效果最显著时甲乙基化植物油浓度分别为0.25%、0.5%和0.25%。②斜生四链藻对三种除草剂的响应敏感性最高,而铜绿微囊藻对除草剂的适应性和抗性较强,在20μg·L^(-1)的扑草净暴露下,实验组斜生四链藻和蛋白核小球藻的Fv/Fm抑制率均达到23%,而铜绿微囊藻Fv/Fm抑制率只达到8%。③甲乙基化植物油的作用下,Y(Ⅱ)和NPQ对除草剂的毒性响应灵敏度最高。40μg·L^(-1)的扑草净对斜生四链藻Y(Ⅱ)抑制效果达到了56%,对Fv/Fm抑制率最高达到41%,是对照组的2.5倍,而除草剂浓度至200μg·L^(-1)时,三种藻类NPQ值均提升了1.5倍以上,参数值qP的响应程度受甲乙基化植物油的增敏效果较小。实验结果表明甲乙基化植物油扩大了除草剂与藻细胞的接触面积,增强了除草剂的渗透力,提升了藻荧光对除草剂的毒性响应,可降低除草剂的检出限值。研究中首次将甲乙基化植物油应用于藻荧光法检测三嗪类除草剂中,并且在甲乙基化植物油的作用下,藻荧光法表现出良好的检测效果,解决了某些情况下叶绿素参数响应不灵敏的问题,为快速、灵敏地检测环境中的痕量三嗪类除草剂的生物毒性提供了一种新的方法。

关键词：三嗪类除草剂藻类叶绿素荧光参数甲乙基化植物油灵敏度提升

不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群对水质因子的动态响应

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环境科学 2024年第6期45卷 3627-3637页

作者：孟佳靖张甜娜陈哲周石磊底怡玲武辰彬王晨光张家丰崔建升河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,... 详细信息

为探究不同水文情景下白洋淀水体好氧反硝化菌群的演变规律和驱动机制,基于水质调查和高通量测序技术,进行了水体水质因子分析、好氧反硝化菌群α多样性分析、物种组成和网络分析.结果表明,白洋淀水体呈弱碱性,丰水期水体T最高,DO最低,冰封期T最低,DO最高.白洋淀水体在枯水期、丰水期、平水期和冰封期下NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N、TN、高锰酸盐指数、Fe和Mn之间均存在显著差异(P0.05).不同水文情景下水体中最大的细菌门类为Proteobacteria,相对丰度较高的属为Magnetospirillum、Aeromonas、Pseudomonas、Azospirillum和Bradyrhizobium.此外,好氧反硝化菌群的α多样性均存在显著差异(P环境因子驱动机制进行研究,可为认识天然环境中好氧反硝化菌群演变机制提供依据.

关键词：好氧反硝化白洋淀水文情景网络分析水质因子

白洋淀夏季入淀区沉积物间隙水-上覆水水质特征及交换通量分析

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环境科学 2021年第7期42卷 3176-3185页

作者：张甜娜周石磊陈召莹张紫薇孙悦姚波崔建升李再兴罗晓河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

为揭示白洋淀夏季入淀区上覆水-间隙水氮磷营养盐相互作用,本研究于2019年7月对白洋淀主要6条入淀河流取样,通过分析上覆水、间隙水水质特征以及营养盐在沉积物-水界面的扩散通量,评估了营养盐扩散对沉积物与上覆水的影响.结果表明白洋... 详细信息

为揭示白洋淀夏季入淀区上覆水-间隙水氮磷营养盐相互作用,本研究于2019年7月对白洋淀主要6条入淀河流取样,通过分析上覆水、间隙水水质特征以及营养盐在沉积物-水界面的扩散通量,评估了营养盐扩散对沉积物与上覆水的影响.结果表明白洋淀水质呈弱碱性;溶解氧(DO)含量较低,为沉积物内源污染物的释放提供了厌氧环境;氨氮(NH^(+)_(4)-N)浓度在0.35~1.76 mg·L^(-1),作为主要给水来源的潴龙河淀区最高;硝氮(NO^(-)_(3)-N)浓度在0.75~1.97 mg·L^(-1);溶解性总氮(TDN)浓度在0.99~2.70 mg·L^(-1),位于自然区的S2瀑河含量最高;溶解性总磷(TDP)浓度在0.03~0.15 mg·L^(-1),靠近居民区的白沟引河含量最高.间隙水氨氮浓度在5.24~10.64 mg·L^(-1),是上覆水体的10倍,内源污染严重;硝氮浓度在0.36~0.79mg·L^(-1);溶解性总氮浓度在5.36~12.02 mg·L^(-1),是上覆水体的5倍;溶解性总磷浓度在0.03~0.3 mg·L^(-1).应用综合污染指数法对水质进行评价发现间隙水污染程度远高于上覆水,各采样点呈现出严重污染状态.对NH+4-N、TDN和TDP进行交换通量分析显示,NH^(+)_(4)-N的扩散通量在1.71~7.43 mg·(m^(2)·d)^(-1),作为保定市纳污河流的府河采样点内源氨氮向上覆水扩散速率最快;TDN的扩散通量除白沟引河较低,其余5个采样点均值达到9.11 mg·(m^(2)·d)^(-1),夏季水体中溶解氧含量较低且沉积物-水界面TDN浓度差较大,导致沉积物中含氮营养盐在厌氧条件下大量释放到上覆水中,对水质造成严重污染;萍河采样点TDP的扩散通量是负值表示上覆水体的磷污染物向沉积物聚集的状态,剩余5个采样点的扩散通量范围在0.03~0.16mg·(m^(2)·d)^(-1),表现出磷营养盐向上覆水释放的状态.扩散通量显示内源污染物是上覆水污染物的重要来源,为有效治理入淀区水质,沉积物氮磷营养盐的清淤处理迫在眉睫.

关键词：白洋淀入淀区上覆水间隙水水质特征氮磷营养盐扩散通量

白洋淀典型淀区沉积物间隙水溶解性有机物的光谱时空演变特征

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环境科学 2021年第8期42卷 3730-3742页

作者：周石磊陈召莹张甜娜张紫薇孙悦姚波崔建升李再兴罗晓河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术实验室石家庄050018

使用紫外-可见光谱(UV-vis)和三维荧光光谱-平行因子分析法(EEM-PARAFAC),分析了白洋淀2019年春季、夏季和秋季沉积物间隙水中溶解性有机物(DOM)的来源及分布特征.结果表明,白洋淀夏季沉积物间隙水DOM的相对浓度显著高于春秋季;E2/E3值... 详细信息

使用紫外-可见光谱(UV-vis)和三维荧光光谱-平行因子分析法(EEM-PARAFAC),分析了白洋淀2019年春季、夏季和秋季沉积物间隙水中溶解性有机物(DOM)的来源及分布特征.结果表明,白洋淀夏季沉积物间隙水DOM的相对浓度显著高于春秋季;E2/E3值显示夏季的间隙水DOM分子量要高于春秋季.使用EEM-PARAFAC从间隙水中提取了3种类蛋白组分(C1、C2、C3)和2种类腐殖质组分(C4、C5);类蛋白是DOM的主要构成组分,占比达到(63.56±16.07)%.DOM总荧光强度、各组分荧光强度及其相对丰度季节差异不显著,空间差异显著;养殖区的类蛋白物质占主体,自然区的类腐殖质物质占主体.沉积物间隙水的高BIX、FI、β∶α以及低HIX,表明沉积物间隙水DOM具有低腐殖化,强自生源特征.与此同时,环境因子与荧光组分的回归分析可以为管理者预测沉积物间隙水水质提供支持.

关键词：溶解性有机物(DOM) 间隙水紫外-可见光谱三维荧光光谱平行因子分析白洋淀