《空气净化:植物血红蛋白有助于拟南芥植物固定大气中的一氧化氮》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-09-28
  • 氮氧化物排放主要是工业设施和发动机燃烧过程所产生。对人类而言,这一气态污染物特别刺激呼吸道器官和眼睛粘膜。目前仍普遍认为植物不能吸收大气中的NO。然而现在,研究人员已经发现了拟南芥植物能直接从空气中吸收利用NO的基本机制,并在随后将它们固定在氮代谢中。

    在德国,氮氧化物排放量每年约为130万吨。这些排放主要是由工业设施和发动机燃烧过程引起的。对人类,这一气态污染物特别刺激呼吸道器官和眼睛粘膜。

    到现在为止仍普遍认为植物不能吸收气态NO。近期,生化植物病理学研究所(BIOP)的研究人员与位于亥姆霍兹慕尼黑中心前土壤生态研究所、实验环境模拟研究室(EUS)和分析化学研究室(BGC)工作人员合作发现了深层机制:拟南芥植物直接从空气吸收NO,随后让他们进入氮代谢。科学家们观察到,高水平的一氧化氮熏蒸是无毒的,并且实际上提高了植物的生长。亥姆霍兹慕尼黑中心生化植物病理学研究所Christian Lindermayr博士认为

    这一机制源于确保缺氮地区的植物生存,本研究的第一作者BIOP研究员Gitto博士认为对于城市空气质量的高浓度氮氧化物而言,拟南芥植物的这一特性可以显著减少NO贡献量,从而改善空气质量。这一发现可能对城区的城市未来规划特别重要,并可能有助于改善生活条件。

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    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李然嫣
    • 发布时间:2017-11-28
    • 近日,葡萄牙古尔班基安科学研究所(InstitutoGulbenkian de Ciencia,IGC)的保拉·杜克(Paula Duque)带领的研究团队发现,面包师所使用的酵母中存在两种基因,这两种基因能够增强植物对一系列有毒物质的抵抗力,使其在受污染的土壤中正常生长,此项研究成果刊登在《科学报告》(Scientific Reports)中。 工业生产释放到环境中的重金属和有机污染物,以及农业中普遍滥用的除草剂和杀虫剂,都对土壤质量产生了不良影响。由于这种毒性会极大损害作物的生长和发育,所以大部分植物品种包括作物都不能适应土壤污染物的毒性,仅有一小部分作物品种能去除土壤污染物并正常生长。保拉·杜克表示,“目前土壤净化的途径成本很高,且效率较低。科学界一直在寻找替代办法以提高植物对有毒化合物的适应性,而可行方案将可能是利用一种用于烘焙、酿造和酿酒的酵母。” 众所周知,酿酒酵母能够抵御除草剂和其他化学成分。来自里斯本大学高级技术学院(Instituto Superior Tecnico,IST)的伊莎贝尔·萨克雷亚(Isabel Sa-Correia)研究团队识别出了酿酒酵母中起到上述效用的两种酵母基因。杜克的研究团队在拟南芥上对这两种基因的多药耐药性能进行分析。拟南芥是一种用于模拟生物体的小型开花植物,以此来研究其他植物共同的生物过程。将两种酵母基因中的一个插入拟南芥后,与未插入酵母的拟南芥进行对比,结果表明:插入酵母基因后的植物对除草剂、杀真菌剂和重金属的抵抗力有所增强。在受污染土壤中,带有酵母基因的植物明显比野生型植物生长得更好。 保拉·杜克解释到:“这两种酵母基因能够产生一种蛋白质,这种蛋白质可以从细胞中排除分子,所以我们猜想它们在植物中也可以发挥同样的作用,即去除有毒分子,保证植物的正常生长。”IGC的研究人员补充到:“要想将这些结论应用到作物中,仍需对拟南芥以及其他植物品种做进一步实验,研究加强植物抵抗性的原理。但仅就目前从制作面包、啤酒的酵母基因中得出的结论而言,已经为解决环境难题带来了巨大希望。” (编译 李然嫣)
  • 《葛根(Pueraria montana)入侵使一氧化氮排放量增加一倍,并增加臭氧污染》

    • 来源专题:外来生物入侵
    • 编译者:lixiaoman
    • 发布时间:2018-05-31
    • 固氮豆科葛根(Pueraria montana)是美国东南部广泛的侵入性植物,其生理特性可能对生态系统和大气的产生重要影响。它的传播有可能通过增加土壤中的氮氧化物(NO)排放量来提高该地区的臭氧水平,这是由于氮(N)输入和土壤中的循环增加的结果。2007年,我们在佐治亚州麦迪逊县的三个地点研究了葛根入侵对土壤和微量氮气排放的影响,并用这些结果模拟了葛根入侵对区域空气质量的影响。我们发现,格鲁吉亚入侵土壤的净氮矿化率增加高达1,000%,净硝化作用增加高达500%。入侵土壤的一氧化氮排放量高于100%。我们使用GEOS-Chem化学传输模型来评估葛根入侵对区域大气化学和空气质量的潜在影响。