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[学术文献] COMT1 overexpression resulting in increased melatonin biosynthesis contributes to the alleviation of carbendazim phytotoxicity and residues in tomato plants 进入全文

Environmental Pollution

褪黑素(Mel)在植物抗逆性的各个方面充当重要的信号分子。然而,褪黑素在农药代谢中的功能仍然未知。在此,选择广泛使用的杀菌剂多菌灵(MBC)作为模型,我们发现外源性的褪黑素具有减轻番茄以及其他一些蔬菜中农药植物毒性和残留的能力。此外,褪黑素生物合成基因咖啡酸O-甲基转移酶1(COMT1)的超表达显着增强了番茄降低杀菌剂多菌灵植物毒性和残留的能力。这一结果主要是因为褪黑素诱导的抗氧化能力以及关键的解毒过程。实际上,应用外源褪黑素或咖啡酸O-甲基转移酶1超表达后,活性氧(ROS)和脂质过氧化物的水平显着降低,这是因为直接清除了活性氧,并且增加的褪黑素水平显着增强了抗氧化酶活性。更重要的是,褪黑素激活抗坏血酸-谷胱甘肽循环参与谷胱甘肽S-转移酶介导的农药解毒。嫁接实验表明,来自咖啡酸O-甲基转移酶1转基因植物的砧木增加了野生型接穗的褪黑素积累,导致接穗中的杀菌剂多菌灵代谢。据我们所知,这是第一份提供褪黑素诱导农药代谢证据的报告,该报告提供了一种通过利用植物自身解毒机制,最大限度地减少农作物中农药残留的新方法。

[学术文献] Quantifying nitric oxide emissions under rice-wheat cropping systems 进入全文

Environmental Pollution

尿素深度放置(UDP)能够提高氮利用效率(NUE)、增加作物产量,同时减少环境中氮(N)排放。然而,关于其对一氧化氮(NO)排放的环境影响仍有待研究。因此,我们进行了温室试验,以量化水稻 –小麦轮种系统的一氧化氮排放。从三种氮肥处理的 – 对照组(无氮)、尿素深度放置组(UDP)和广播颗粒尿素(PU)水稻-小麦轮种系统中,使用自动气体取样和连续系统分析测量一氧化氮的排放。在水稻种植中,尿素深度放置在两种灌溉体系下进行测试–连续浸水(CF)和交替润湿和干燥(AWD)。肥料处理方式对一氧化氮排放有显着影响(p <0.05)。在交替润湿和干燥(AWD)灌溉条件下,尿素深度放置(UDP)增加了一氧化氮的排放(3.41?g?N ha−1)(p?<?0.05),是连续浸水(CF)灌溉条件下,尿素深度放置(UDP)一氧化氮排放量的2.5倍(1.35?g?N ha−1)。但在连续浸水(CF)条件下,尿素深度放置(UDP)和广播颗粒尿素(PU)的一氧化氮排放量相似。在小麦种植中,氮肥的施用,不论是哪种施用方式,都增加了一氧化氮的排放量(不同施用方式下的平均排放量为615?g?N ha−1),是对照组的10倍(62.52?g?N ha−1)。肥料不同的处理方式没有造成一氧化氮排放量的显著不同(P?>?0.05)。肥料诱导排放因子(EFs)不受水稻或小麦种植中氮放置方法的影响。平均而言,与小麦(0.5%)相比,水稻中的肥料诱导排放因子(EFs)非常低(<0.002%)。本研究表明(与氮肥处理方式无关),与小麦中一氧化氮的排放相比,水稻中一氧化氮的排放(<4gN ha-1)对一氧化氮年度总排放量(433gN ha-1)的贡献非常小(<0.5%)。

[学术文献] Microbial sulfate reduction decreases arsenic mobilization in flooded paddy soils with high potential for microbial Fe reduction 进入全文

Environmental Pollution

砷(As)很容易在淹水的稻田土壤中流动,因为砷会吸附于铁(氧化氢)氧化物的还原性溶剂,这就会导致稻米中砷含量升高,这将对食品安全和人体健康造成潜在的风险。微生物硫酸盐还原是水稻土壤中重要的生物地球化学过程,但其对砷流动性的影响仍然鲜为人知。在本研究中,我们在淹水状态下培育了8种砷污染水稻土壤,以研究硫酸盐添加对砷迁移率的影响。对孔隙水中铁(Fe)和砷的浓度以及砷的种类进行确定。在8种土壤中,添加50mg硫(S)/ kg生成硫酸钠,但仅在两种土壤中测得孔隙水亚砷酸盐含量降低,这也显示出Fe2 +的高流动性。进一步的实验表明,向这两种土壤中添加硫酸盐可以刺激微生物硫酸盐的减少,但会降低孔隙水中亚砷酸盐和Fe2 +的浓度。此外,硫酸盐增加了与固相中的酸性挥发性硫化物相关的砷,降低了在同等条件下盆栽实验中水稻对砷的吸收。添加钼酸盐---一种硫酸盐还原菌的抑制剂,硫酸盐对孔隙水砷的影响则下降。这些结果表明,二次硫化铁(FeS)矿物的形成将共同沉淀或吸附亚砷酸盐作为砷固定的可能机制,这也得到了孔隙水的热力学模拟的支持。因此,在具有微生物Fe还原的高潜力的水稻田土壤中,硫酸盐添加物可以固定砷并降低其向水稻植物富集,这将有效减少砷向食物链转移。

[学术文献] A PAH-degrading bacterial community enriched with contaminated agricultural soil and its utility for microbial bioremediation 进入全文

Environmental Pollution

将多环芳烃(PAHs)污染土壤中添加菌群,以更好的研究土壤中本地菌群对多环芳烃的降解作用。在土壤渗滤液培养基中,该菌群联合体在16天内降解了超过52%的低分子量的多环芳烃和35%高分子量(HMW)的多环芳烃。16S rRNA基因高通量测序和定量聚合酶链反应分析环亚羟基化双加氧酶(RHDα)的α亚基基因表明,变形菌门和放线菌门,假单胞菌类、甲基杆菌类、诺卡氏菌类、甲基硫杆菌类、无色杆菌类、假黄色单胞菌类和柄杆菌类参与了多环芳烃降解并且可能具有携带RHDα基因(nidA和nahAc)的能力。根据生物量和RHDα基因含量选取和收集菌落,并加回到多环芳烃污染的土壤中,35天后,16个EPA优先的多环芳烃含量从95.23 mg/kg降至23.41mg/kg。与没有引入细菌群落的土壤相比,添加RHDα基因群落的土壤显着降低了其多环芳烃的含量,特别是高分子量(HMW)多环芳烃的含量。土壤中多环芳烃的代谢率与nidA和nahAc基因含量呈正相关。这些结果表明,向污染土壤中添加含有RHDα基因的本地细菌群落可能是清除农业土壤中多环芳烃的可行且环保的方法。

[学术文献] Toxic responses of metabolites, organelles and gut microorganisms of Eisenia fetida in a soil with chromium contamination 进入全文

Environmental Pollution

环境等效浓度下(EEC)不同生理水平的铬(Cr)污染土壤中,毒性敏感性是完全未知的。将赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)这种蚯蚓暴露于EEC水平的铬污染土壤(称为Cr-CS),以观察其整个身体、器官、组织、亚细胞结构和代谢水平的诱导毒性特征。结果表明,对照组和Cr-CS组赤子爱胜蚓在存活率、重量和肠道微生物的多样性方面无显著差异(p> 0.05)。形态学定性组织病理学和亚细胞评估显示蚯蚓存在明显受伤。细胞器损伤结合代谢变化为证明Cr-CS破坏细胞核并很可能扰乱了蚯蚓的核酸代谢提供了额外的证据。2-己基-5-乙基-3-呋喃磺酸盐、二甲基甘氨酸、甜菜碱和鲨肌醇是敏感的和相对定量的代谢物,基于它们在多变量分析模型中的显着权重被推荐作为Cr-CS的潜在生物标志物。此外,与对照组相比,Cr-CS组蚯蚓肠道的伯克氏菌(Burkholderiaceae),肠杆菌(Enterobacteriaceae)和Microscillaceae的相对丰度显着增加,尤其是伯克氏菌(Burkholderiaceae)(增加了13.1%),而气单胞菌(Aeromonadaceae)的相对丰度显着下降了5.6%。这些结果让我们从蚯蚓的不同生理水平中了解了EEC水平下铬污染土壤的毒性效应,并拓展了我们对铬污染土壤生态系统中蚯蚓肠道微生物群的组成和敏感性的认识。此外,如果未来继续跟踪研究蚯蚓的基因组学和蛋白质组学,结合蚯蚓肠道微生物和代谢的毒性反应,将为改善Cr-CS的不良结果路径和毒性机制提供重要数据。

[学术文献] Insights into the effect of nickel (Ni(II)) on the performance, microbial enzymatic activity and extracellular polymeric substances of activated sludge 进入全文

Environmental Pollution

在镍(Ni(II))存在条件下评估活性污泥的表现、氮去除率、微生物酶活性和细胞外聚合物(EPS)。有机质和NH4 + -N去除效率在Ni(II)低于10mg / L时稳定,在Ni(II)浓度从10mg / L增加到30mg / L时降低。比耗氧速率和脱氢酶活性在Ni(II)浓度低于5mg / L时保持稳定,在Ni(II)为5-30mg / L时下降。随着Ni(II)浓度的增加,特定的氨氧化速率(SAOR)和特定的亚硝酸盐氧化速率(SNOR)均降低。氨单氧酶和亚硝酸盐氧化还原酶活性的变化趋势分别与SAOR和SNOR相匹配。亚硝酸盐还原率和硝酸盐还原率分别表现出与亚硝酸盐还原酶活性和硝酸盐还原酶活性相似的变化趋势。Ni(II)影响细胞外聚合物(EPS)的产生、化学组成和功能基。 污泥体积指数与细胞外聚合物(EPS)产量之间的关系表现出较好的线性函数和负斜率,表明尽管细胞外聚合物(EPS)产量增加,但Ni(II)改善了污泥沉降性。

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