根际功能糖耦合电子载体抑制高氯酸盐植物吸收的化学机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21777071
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0605.土壤污染与修复化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Perchlorates in environments are a new and noticeable persistent pollutant recently. Perchlorate-containing soils have become an increasingly serious problem in China. Accumulation of perchlorate in plant could poses a threat to quality security of agricultural products. The potential cumulative risk of perchlorates may be reduced by a saccharide-relevant chemical process in exudates of rhizosphere, in which perchlorates are attenuated by a reduction process of functional saccharides coupled with electron shuttles. However, few information can be found so far. The main goal of this study is to elucidate the major mechanism regarding the restrained plant uptake of perchlorate by function saccharides coupled with electron shuttles in rhizosphere. The aims are: (1) to investigate the rhizosphere processes which affect the reduction of perchlorate, on the basis of fluorescent micro titration technology and micro-/meso-cosm systems; (2) to quantify the contribution of key chemical process of saccharides to attenuation of perchlorate, based on the analyses of reactive kinetics, isotope labelling, and computational chemistry; (3) to characterize the association of plant uptake of perchlorate with the attenuation in rhizosphere; (4) expound the chemical mechanisms regarding function saccharides coupled with electron shuttles in rhizosphere during the perchlorate reduction. It is expected that the information obtained from the study may provide a support for explaining the principle of perchlorate pollution in rhizosphere, reducing pollution risk of agricultural products, improving quality security of agricultural products.
高氯酸盐是近年来很受关注的一类新型持久性污染物。我国土壤高氯酸盐污染范围广、形势严峻;植物吸收高氯酸盐造成农产品安全问题。利用植物根际分泌的大量糖还原高氯酸盐污染物、减小植物对高氯酸盐的吸收,进而可有效规避植物高氯酸盐污染风险;但难以检索到相关资料。本项目拟以我国污染土壤中常见的高氯酸盐为目标污染物,拟采用计算化学、谱学分析、微/中宇宙与土培等实验方法,在弄清植物根系、体内功能糖对高氯酸盐还原的基础上,研究影响高氯酸盐转变的根际过程、确定关键糖化学过程对高氯酸盐根际衰减的贡献、揭示根际过程影响高氯酸盐植物吸收的内在规律、阐明根际关键糖耦合电子载体化学还原高氯酸盐的机制。预期将促进荧光微滴定、同位素示踪、计算化学等新方法在污染物糖化学转化过程研究方面的应用。成果可为深入揭示高氯酸盐根际污染规律、减低作物污染风险、保障农产品安全等提供重要思路和依据。

结项摘要

高氯酸盐是近年来很受关注的一类环境新型持久性污染物。我国土壤高氯酸盐污染范围广、形势严峻,植物吸收高氯酸盐造成农产品安全问题。根际是植物和微生物活动的重要区间,其分泌的大量的有机分子可通过物理和化学途径作用于高氯酸盐污染物、减小植物对高氯酸盐的吸收,进而可有效规避可食用农产品的高氯酸盐吸收风险;但相关报道较少。本项目以我国污染土壤中常见的高氯酸盐为目标污染物,拟采用计算化学、谱学分析、微/中宇宙试验等方法,在弄清植物根系、体内功能组分对高氯酸盐物化学转化的基础上,研究影响高氯酸盐转变的根际过程、阐明关键根际化学过程对高氯酸盐根际衰减的贡献、揭示根际过程与高氯酸盐植物吸收的内在联系、找出根际关键糖耦合电子载体化学还原高氯酸盐的机制。成果将促进荧光微滴定、计算化学、现场分析等新方法在污染物环境过程研究方面的应用。成果可为深入揭示高氯酸盐根际污染规律、减低作物污染风险、保障农产品安全等提供重要思路和依据。在国际刊物出版学术论文5篇,含Environ. Sci. Technol.两篇;培养研究生3名;参加国际和国内会议共3人次。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nature and Value of Freely Dissolved EPS Ecosystem Services: Insight into Molecular Coupling Mechanisms for Regulating Metal Toxicity
自由溶解的 EPS 生态系统服务的性质和价值:洞察调节金属毒性的分子偶联机制
  • DOI:
    10.1021/acs.est.7b04834
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Shou Weijun;Kang Fuxing;Lu Jiahao
  • 通讯作者:
    Lu Jiahao
Spontaneous assembly of microbial extracellular polymeric substances into microcapsules involved in trapping and immobilizing degradation-resistant oxoanions
微生物胞外聚合物自发组装成微胶囊,参与捕获和固定抗降解含氧阴离子
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qian Wang;Kai Chen;Shuhan Huang;Xuezhu Zhu;Fuxing Kang
  • 通讯作者:
    Fuxing Kang
Substituted Aromatic-Facilitated Dissemination of Mobile Antibiotic Resistance Genes via an Antihydrolysis Mechanism Across an Extracellular Polymeric Substance Permeable Barrier
通过抗水解机制,芳香族促进移动抗生素抗性基因跨胞外聚合物物质渗透屏障的传播
  • DOI:
    10.1021/acs.est.8b05750
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Environmental Science & Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Shou Weijun;Kang Fuxing;Huang Shuhan;Yan Chunyao;Zhou Jiaxin;Wang Yijin
  • 通讯作者:
    Wang Yijin
Weak interaction-alleviated toxicity of aromatic compounds in EPS matrices: Quantifying the noncovalent bonding-to-EPS ecoservice chain.
EPS 基质中芳香族化合物的弱相互作用减轻毒性:量化 EPS 生态服务链的非共价键合。
  • DOI:
    10.1016/j.jhazmat.2021.125824
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Kai Chen;Qian Wang;Yaojia Fu;Fuxing Kang;Xiaoxiao Yu;Peilin Liu
  • 通讯作者:
    Peilin Liu
Regional-scale investigation for microbial competition -through-environment interactions modulating antibiotic resistance
通过环境相互作用调节抗生素耐药性的微生物竞争的区域规模调查
  • DOI:
    10.1016/j.scitotenv.2020.139341
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Science of the Total Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Qian;Hamilton Paul B.;Kang Fuxing;Zhu Xuezhu;Zhang Yiting;Zhao Haiyan
  • 通讯作者:
    Zhao Haiyan

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    高彦征
芘在土壤不同粒径组分中的形态分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦莉;凌婉婷;康福星;高彦征
  • 通讯作者:
    高彦征
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  • DOI:
    10.13671/j.hjkxxb.2016.0378
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    康福星;寿炜君;高彦征
  • 通讯作者:
    高彦征
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    凌婉婷
南京典型利用方式土壤中球囊霉素含量及剖面分布特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    土壤
  • 影响因子:
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  • 作者:
    阙弘;葛阳洋;康福星;凌婉婷
  • 通讯作者:
    凌婉婷

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康福星的其他基金

微生物胞外电子长距传导还原硝基芳香族化合物的分子机理
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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