目前, 治理重金属污染的方法有很多, 其中利用植物与细菌联合治理的方法具有成本低、效益高等优势, 受到人们广泛关注。在重金属胁迫下, 许多细菌不仅发展出很强的重金属耐受性, 而且可以通过溶磷作用、固氮作用、解钾作用、分泌相关代谢产物等途径促进植物生长, 也可以通过改变金属流动性、诱导相关基因高表达等途径增强植物对重金属的抵抗能力。本文就细菌与植物协同治理重金属污染的作用机制展开综述, 以期为细菌协同植物治理重金属污染的应用和研究提供参考。

以暹罗芽孢杆菌为研究对象, 它具有较高的表面积/体积比, 吸附性能良好。 前人关于暹罗芽孢杆菌的研究多集中在它降解纤维素淀粉或抗菌方面, 关于暹罗芽孢杆菌与放射性核素的作用及机制基本未涉及。 利用等离子发射光谱和等离子发射光谱-质谱研究溶液初始pH值、 铀初始浓度、 菌体用量等因素对暹罗芽孢杆菌去除铀的影响及作用过程中菌体释放的生物磷与铀去除的关系； 利用红外光谱和扫描电镜对与铀作用前后的暹罗芽孢杆菌形貌及基团变化进行表征； 利用X射线光电子能谱和扫描电镜能谱分析菌体表面元素分布情况和元素价态, 进而探讨暹罗芽孢杆菌对铀的去除机制。 结果表明, 由于不同pH条件下暹罗芽孢杆菌生长活性、 铀存在形态和磷元素释放量的不同, 其对铀的去除差异很大。 在pH 5.0时, 暹罗芽孢杆菌对铀的去除效果最好。 菌体用量增加有利于暹罗芽孢杆菌对铀的去除。 对实验结果进行Langmuir和Freundlich等温吸附拟合后发现： 暹罗芽孢杆菌对铀的去除行为符合Langmuir等温吸附模型； 铀浓度实验获得的最大吸附量高于理论计算的最大吸附量, 说明暹罗芽孢杆菌对铀的去除可能是物理和化学行为的共同作用。 暹罗芽孢杆菌能够有效去除水体中的铀, 实验获得的最大去除率为96.5%, 最高吸附量为450.3 mg·g-1, 高于大部分已报道的用于吸附铀的芽孢杆菌。 对反应前后菌体的扫描电镜测试发现, 与铀作用后暹罗芽孢杆菌表面出现鳞片状沉淀, X射线光电子能谱和扫描电镜能谱分析表明该沉淀为含磷铀物质。 结合红外光谱分析, 推测暹罗芽孢杆菌去除铀的机制为： 首先, 通过静电作用铀被快速吸引到暹罗芽孢杆菌表面, 随后以配位的形式被菌体上的磷酸基团、 氨基、 羟基、 羧基等活性基团吸附, 同时与菌体释放的含磷酸盐类物质相互作用, 形成含磷铀沉淀而被固定至细菌表面。 在此过程中, 少部分六价铀被菌体释放的胞内物质还原成四价铀而发生沉降。 推测菌体表面沉淀可能为铀的磷酸盐沉淀和含磷化合物与铀的络合物形成的混合物。

为了探索ERIC-PCR技术在苏云金芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌的鉴定及分型中的应用价值,本研究采用PCR方法初步检测苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因的组成,并对苏云金芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌的总DNA进行ERIC-PCR扩增,分析ERIC-PCR指纹图谱的特点并采用NTSYS2.10软件对其进行聚类。结果显示,各菌株的ERIC指纹图谱表现出不同程度的多态性,但图谱与菌株所含cry基因的类型存在一定的相关性。聚类分析结果显示,含有相同或相近cry基因类型的Bt菌株在进化树上趋向聚为一类,而不含cry基因的蜡状芽胞杆菌趋向于与不含cry基因的Bt菌株聚为一类或单独聚类。若在多种模式菌株的参考下,该方法可用于苏云金芽胞杆菌的初步鉴定和分型。

为了提高图像划痕检测的质量，提出了自适应二叉树算法。采用图像投影确定划痕区域，掩膜操作对图像锐化；图像划痕邻域灰度通过聚类法划分，将结果作为二叉树节点的输入，图像像素值依次分解为8 级二叉树，二叉树指针遍历像素的特征点，自适应阈值将相邻区域划痕合并；给出了算法流程。实验仿真得出自适应二叉树算法能准确地检测划痕位置以及走向，定性检测指标较好。

为了提高图像超分辨率重建的质量,采用离线双字典学习算法.首先图像块建立字典稀疏模型,确定字典中原子数量;然后使用基于离线字典学习对图像稀疏编码,同时把稀疏编码统一到一个框架中进行优化编码;接着对字典进行分解多个子字典,将图像块中像素点的列向量在子字典展开;最后双字典与超分辨率重构中不同分辨率的异构数据进行同构化,确定控制残差条件,给出了算法实现过程.实验仿真显示本文算法重建效果清楚,峰值信噪比最大,BIQI 最小.

在水溶液中, 氧化石墨烯(Go)对亚甲基蓝(CMB)的荧光可产生猝灭作用, 加入适量Bi3+可使体系的荧光增强, 且增强程度与Bi3+的加入量有关。氧化石墨烯含有大量的含氧官能团使之表面带负电荷, 易于分散在水中。带正电荷的荧光染料亚甲基蓝通过静电引力和π—π堆积作用吸附在GO表面, 形成了GO-MB复合物, 从而产生荧光猝灭。使用改进的Hummers制备了氧化石墨烯, 应用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的GO进行了表征。利用紫外可见吸收光谱验证了石墨烯与亚甲基蓝的作用过程, 结果表明亚甲基蓝的荧光猝灭后, 其两个主要吸收峰强度明显降低, 而且GO的吸收光谱与MB的发射光谱完全不同, 重叠度太小, 不能发生能量转移, 因此, GO与MB发生的荧光猝灭属于静态猝灭过程。当向亚甲基蓝氧化石墨烯络合体系加入Bi3+后, 由于Bi3+体积小, 带正电荷多从而取代了亚甲基蓝致使亚甲基蓝脱离氧化石墨烯, 荧光恢复, 荧光恢复的程度随Bi3+量的增加而增强, 据此建立了氧化石墨烯-亚甲基蓝荧光光度法测定Bi3+的新方法。考察了亚甲基蓝、 氧化石墨烯浓度, 酸度以及试剂加入顺序对体系荧光恢复的影响, 该络合体系的激发波长为667 nm, 发射波长为690 nm, 在优化条件下, Bi3+的浓度在0.5～100 μmol·L-1范围内与荧光强度呈良好的线性关系, 相关系数为0.995 5。方法的检出限为1.0×10－8 mol·L-1(S/N=3)。评价了该方法的选择性, 结果表明当共存离子为1 000倍的K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Cu2+; 100倍的Fe3+, Be2+, SiO2－3, Al3+, Ni2+, Sb3+, NO－3, Cl－, F－; 20倍的Pb2+, Hg2+, Cd2+不干扰Bi3+的测定, 新方法具有灵敏度高、 快速、 成本低等优点, 将提出的方法用于环境水样的分析, 回收率为93.4%～105.2%。

基于2004～2010年太湖4次野外观测数据，结合MERIS遥感资料，评价两波段、三波段、改进三波段和四波段4个模型在浑浊II类水体叶绿素a浓度估算的精度，并利用太湖(13个有效样点)以及巢湖(21个有效样点)进行模型验证.结果表明，改进三波段模型反演叶绿素a浓度较高，更适于浑浊II类水体叶绿素a浓度的遥感反演，决定系数R2在0.34~0.94之间变化，RMSE变化范围为: 3.17~8.70 μg/L.分季节率定改进三波段模型参数，并建立太湖水体春、夏、秋、冬季的模型输入参数查找表，最终将改进三波段模型应用于MERIS遥感影像(8、9、10波段)，获取太湖水体叶绿素a浓度的空间分布和年内、年际变化.

2009年10月15～16日,在巢湖蓝藻暴发期间进行实际采样和数据分析，通过Gons和Simis算法对浮游植物色素吸收及其浓度遥感反演进行了研究.结果表明,Gons和Simis算法可以用于蓝藻水华未覆盖水体的遥感反演，而在水华覆盖水体表面时算法失效；在未覆盖水体时，Gons算法(RMSE=0.04 m-1)相对于Simis算法(RMSE=0.13 m-1)可以更好地反演浮游植物色素吸收；Simis算法可以用于巢湖藻蓝素反演，但模型参数需要重新率定.总体来说，Gons和Simis算法在巢湖取得了较好的结果，有助于浮游植物色素遥感反演后续工作的进行.

受高浓度悬浮物的影响，浑浊Ⅱ类水体叶绿素a浓度高精度定量反演一直是研究难点之一.利用2004年到2010年太湖4次实测光谱数据和水质参数，分别建立了两波段、三波段、改进三波段及四波段的叶绿素a估算模型; 选择最优模型，利用巢湖2009年的实测数据进行独立验证.结果表明,四波段模型最适合高浑浊水体，线性相关性较好,决定系数R2在0.57～0.95之间，反演精度较高,RMSE在2.39～6.74 μg/L之间.