镉对平菇菌丝生长及同工酶表达的影响

采用液体培养研究了不同浓度镉（Cd）处理7d对平菇（Pleurotus ostreotus）菌丝体生长及其同工酶表达的影响.结果表明,50 μmol/L Cd处理对平菇菌丝生长抑制率为55.6%,2000μmol/L Cd为菌丝生长致死浓度.同工酶活性电泳图谱显示,Cd处理不仅改变酯酶（EST）、乳酸脱氢酶（LDH）、过氧化物酶（POD）和超氧化物岐化酶（SOD）同工酶带数,而且也影响各酶带的表达强度.50 μmol/L和100μmol/L Cd处理分别诱导出2条和3条新的POD同工酶带,而抑制一条分子量较大的POD酶带的表达,但明显增强总的POD活性.正常生长的平菇菌丝体LDH同工酶谱只出现2条酶带,50 μmol/L以下Cd处理不影响其同工酶的表达,100 μmol/L Cd处理组2条同工酶带均消失.50和100μmol/L Cd处理能够显著增强SOD活性,且诱导2条SOD同工酶表达.100μmol/L及其以下浓度Cd处理均能提高EST的活性,这可能具有加速细胞内酯类化合物水解而增加羧基的数量以螯合更多的游离Cd离子而解Cd毒的作用.Cd浓度在50μmol/L以下时,随着处理浓度的增加,对金属硫蛋白的诱导作用呈逐渐增强的趋势,而100 μmol/L Cd的诱导作用减弱.     

镉及其与钙组合对褐脉少花龙葵毛状根生长、抗氧化酶活性和吸收镉的影响

为了探讨利用褐脉少花龙葵毛状根来修复重金属镉(Cd)污染的可能性,采用溶液培养法研究了Cd单独及其与钙(Ca)组合对褐脉少花龙葵毛状根生长、抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及对Cd吸收的影响。结果表明,Cd≤50μmol/L时能促进毛状根生长,而高于100μmol/LCd则抑制毛状根生长,使其侧根根尖变褐和变短,数目减少。与对照相比,不同浓度Cd培养的毛状根可溶性蛋白含量和SOD活性先升高后逐渐下降;其丙二醛(MDA)含量显著提高;100μmol/LCd使毛状根POD活性逐渐升高,但300μmol/LCd则使毛状根POD活性逐渐降低。与对照(仅添加100μmol/L或300μmol/LCd的毛状根)相比,Cd和10～30mmol/LCaCl2组合培养使毛状根可溶性蛋白含量和MDA含量降低;但提高其SOD活性;而100μmol/LCd和10～30mmol/LCaCl2结合培养的毛状根POD活性均比对照低;而300μmol/LCd和10～30mmol/LCaCl2结合培养的毛状根POD活性则均比对照提高。原子吸收分光光度法测定结果表明,毛状根吸收和吸附的重金属Cd含量随着培养基中Cd浓度的升高而增加。但外源加入10～30mmol/LCaCl2能减少毛状根对Cd的吸收,并调节其抗氧化酶SOD和POD活性,降低其膜脂过氧化水平而解除重金属Cd对毛状根生长的抑制或毒害。     

外源钙对镉胁迫下南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶活性和镉吸收的缓解效应

为了探讨外源钙对重金属镉(Cd)缓解南美蟛蜞菊Wedelia trilobata毛状根毒害的生理机理,采用溶液培养法研究了重金属Cd单独及其与Ca组合对南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及对Cd2+吸收的影响。结果表明,Cd≤50μmol/L时促进毛状根生长;高于100μmol/LCd则抑制其生长,使其侧根短小,根尖变褐或变黑。与对照相比,不同浓度Cd培养的毛状根POD活性、SOD活性和MDA含量都比对照明显提高,但高于100μmol/L Cd培养的毛状根可溶性蛋白含量均比对照降低。与仅添加200μmol/L或300μmol/L Cd的毛状根相比,Cd和10~30 mmol/L Ca组合培养可促进毛状根生长,使其主、侧根变粗;提高其可溶性蛋白含量;降低其MDA含量、POD活性及SOD活性。原子吸收分光光度法测定结果表明,南美蟛蜞菊毛状根能吸收和吸附重金属Cd2+,当Cd2+浓度为100μmol/L时毛状根对Cd2+的吸收量最大,而Cd2+浓度为300μmol/L时毛状根对Cd2+的吸附量最大。外源加入10~30 mmol/L Ca2+可显著减少毛状根对Cd2+的吸收和吸附,并可调节其抗氧化酶活性,降低其膜脂过氧化水平而解除重金属镉对毛状根生长的抑制或毒害。     

不同耐性水稻幼苗根系对镉胁迫的形态及生理响应

采用水培试验,以两个耐镉性不同的水稻品种为材料,研究了不同浓度镉胁迫对水稻幼苗根系形态、根系活力、游离脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:低于5 μmol/L Cd胁迫对2个水稻品种总根长、根表面积、根体积、根干重、根系活力无明显影响,在1 μmol/L Cd时,甚至起促进作用。随Cd浓度增加表现出一定的抑制效应,秀水63在10 μmol/L Cd胁迫下根系形态、根系活力明显受到抑制,而秀水09在25 μmol/L Cd胁迫下明显受抑。随Cd胁迫浓度的增加,游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,两品种相比,秀水09的游离脯氨酸含量、SOD和POD增幅大于秀水63,而MDA含量增幅小于秀水63;过氧化氢酶(CAT)活性变化表现为先上升后下降,10-100 μmol/L Cd胁迫下秀水63根系中CAT活性明显低于秀水09。总之,水稻对Cd毒害响应存在明显的品种差异,且Cd胁迫下根系生理响应的差异是品种间耐性差异的重要原因之一。     

Cd2+胁迫对石菖蒲生理生化特性的影响

通过水堵实验,研究了不同浓度(0、50、200、400μmol/L)下和不同时间内(3、7、11d)Cd2+对石菖蒲(Acorus ta-tarinowii Sehott)叶片抗氧酶活性、叶绿素含量、脂质过氧化程度以及脯氨酸含量的影响.结果表明:(1)超氧化物歧化酶(SOD)活性在3d时随着胁迫浓度的增大而增加,但7d和11d时都是在50 μmol/L浓度下达到峰值,然后降低,但都高于对照;除400μmol/L处理下SOD随胁迫时间延长呈先降后升的趋势外,其余浓度处理下均升高.(2)过氧化物酶(POD)活性在胁迫3d和7d时均随着胁迫浓度的增大而增加,11d时在200 μmol/L处理下达到峰值,然后降低;各浓度处理组均随着胁迫时间的延长POD活性呈下降趋势.(3)过氧化氢酶(CAT)活性在不同时间内随着胁迫浓度的增加呈先增后降趋势,并且各浓度处理组的CAT均随胁迫时间的延长而增加.(4)叶绿素含量在不同胁迫时间内均在200μmol/L处理下达到峰值,然后降低;除400μmol/L处理下的叶绿素随胁迫时间延长而增加外,其余浓度处理组均呈下降趋势.(5)丙二醛(MDA)含量和脯氨酸(Pro)含量均随着胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长而增加.研究结果分析表明石菖蒲对Cd2+胁迫有一定的耐受性.     

硒对镉胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响

采用溶液培养 ,研究不同浓度的硒和镉处理对稻苗的株高、叶片干重、叶绿素、还原糖、叶片丙二醛含量以及保护酶 SOD、POD、CAT活性的影响。结果表明 ,镉胁迫下稻苗矮化 ,镉毒害使叶片失绿 ,干重降低 ,还原糖含量下降 ,叶片 MDA含量增加 ,POD活性增强 ,而 SOD、CAT活性降低 ;硒可减轻镉对水稻的毒害 ,表现为 :减轻镉胁迫对株高增加的抑制 ,提高叶绿素含量 ,增加叶片干物质积累 ,提高叶片还原糖含量 (Cd0 .5 mg/ L加 Se 0 .1 0～ 0 .5 0 mg/ L例外 ) ,降低 MDA含量与 POD活性 ,提高 SOD、CAT活性     

柱状田头菇菌丝对镉胁迫的抗氧化响应

研究了不同浓度Cd处理对柱状田头菇菌丝抗氧化酶及谷胱甘肽含量的影响.结果表明,在低浓度范围内随着Cd处理浓度的增加,菌丝抗氧化酶的活力上升,过氧化氢酶(CAT)与超氧化物歧化酶(SOD)的活性分别在Cd浓度为0.1和0.4mmol·L-1时达最大值;过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脂氧合酶(LOX)的活性在Cd浓度为0.2mmol·L-1时达到峰值.而在高Cd浓度处理时,柱状田头菇菌丝抗氧化酶系(POD、CAT、SOD等)显著受到抑制.0.4~1.6mmol·L-1Cd处理可显著提高菌丝体内还原型谷胱甘肽(GSH)水平,却不影响氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量.在整个试验过程中,均未检测到抗坏血酸及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性.用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析Cd胁迫下柱状田头菇菌丝抗氧化酶的同工酶谱发现,0.1~0.8mmol·L-1Cd处理可诱导过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)和脂氧合酶(LOX)新同工酶的表达,提高组成型过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)同工酶的表达强度;1.6mmol·L-1Cd处理显著抑制POD、CAT、SOD等的表达.     

铅胁迫对黄瓜幼苗抗氧化酶活性及同工酶的影响

采用水培法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法,研究铅胁迫对黄瓜幼苗过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及同工酶的影响.结果表明,铅胁迫下黄瓜幼苗地上部POD活性除第5天外均随铅浓度的增加而逐渐降低,POD同工酶谱带和表达量减少.在0～500 mg·L^-1铅浓度范围内,SOD活性随铅浓度的增加而增加,第7天达到最大值后急剧下降,低于同期对照值,900 mg·L^-1铅处理SOD活性随时间的延长逐步降低,SOD酶谱带和表达量与铅浓度呈负相关.CAT酶谱带无明显变化,而表达量存在差异.     

钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系保护酶同工酶表达的影响

以'新泰密刺'黄瓜为材料,采用营养液栽培方法,对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系SOD、POD和CAT同工酶进行了分析.结果显示,与对照相比,单纯低氧胁迫处理的黄瓜幼苗根系SOD和CAT同工酶活性先降低再升高, 而POD同工酶活性则持续升高;营养液增施4 mmol·L-1 CaCl2明显缓解了低氧胁迫对黄瓜植株的伤害, 其SOD、POD和CAT同工酶活性接近对照水平;与单纯低氧胁迫相比,营养液增施50 μmol·L-1 LaCl3显著抑制了幼苗根系SOD、POD和CAT同工酶活性的升高;营养液增施20 μmol·L-1三氟拉嗪(TFP)引起植株根系SOD、POD和CAT同工酶表达量的剧烈波动,随胁迫时间的延长SOD和CAT同工酶均先迅速升高后又迅速降低,而POD同工酶活性则迅速降低.研究表明,外源Ca2+增加了Ca2+向黄瓜植株体内的运输,促进了低氧逆境胁迫信号向体内的传递,提高了根系保护酶的表达量及其活性氧清除水平,从而增强了黄瓜植株耐低氧胁迫的能力.     

镉胁迫下红树植物木榄幼苗的生理生化特性

用含CdCl2的Hoagland营养液处理了沙培中的木榄(Bruguiera gymnorrhiza)幼苗.2个月后对幼苗丙二醛(MDA)、叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及其同工酶进行分析.结果表明,镉引起幼苗膜质过氧化,导致总叶绿素含量显著下降.镉主要影响迁移率大的阴离子型POD同工酶的活性.1 mmol·L-1镉显著抑制根中2条CAT同工酶RC-1和RC-2的活性.木榄根CAT和叶POD同工酶分析可作为红树林镉污染的监测手段之一.     

镉对灵芝菌丝抗氧化系统的影响

研究了不同浓度镉(Cd) (0、10、50、100、200和400 μmol·L^-1)对灵芝菌丝抗氧化系统的影响.结果表明,随着Cd浓度增加,菌丝鲜质量、脯氨酸、总糖和还原糖含量逐渐下降,非蛋白巯基化合物（NPT）水平逐渐上升,当Cd浓度达到400 μmol·L^-1时,NPT含量急剧上升至对照组的6.7倍.在试验浓度范围内,灵芝菌丝体过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽还原酶（GR）和过氧化氢酶（CAT）活性呈显先上升后下降的变化趋势,并均在Cd浓度为100 μmol·L^-1时达峰值;超氧化物歧化酶（SOD）和脂氧合酶（LOX）活性则随着Cd浓度的增加而逐渐上升,在Cd浓度为400 μmol·L^-1时达峰值.采用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析Cd胁迫下灵芝菌丝抗氧化酶的同工酶谱发现,100～400 μmol·L^-1 Cd处理诱导出2条Mn-SOD型同工酶带;10～200 μmol·L^-1 浓度Cd上调组成型CAT、SOD、POD和LOX同工酶的表达强度;而400 μmol·L^-1 Cd的则显著抑制了POD同工酶的表达.     

镉胁迫对萝卜幼苗活性氧产生、脂质过氧化和抗氧化酶活性的影响

镉胁迫使萝卜幼苗超氧阴离子(O2)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量增加;随着镉浓度提高,超氧化物歧化酶(SOD)活性首先明显上升,然后逐渐下降,甚至低于对照;叶片过氧化氢酶(CAT)活性明显增加,根系CAT活性则减少;根系以及较高浓度镉处理后期叶片的谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著增加.由此推测:在胁迫初期可能主要由SOD和CAT发挥抗氧化作用,而在胁迫后期由于抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GsH)循环途径的激活,还原型谷胱甘肽和植物络合素含量的提高可能在清除活性氧或者直接螯合镉中起作用.     

Cd胁迫对黄菖蒲幼苗4种抗氧化酶活性的影响

采用水培法对Cd胁迫下黄菖蒲（Iris pseudacorus L．）幼苗叶片和根系中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）及抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性进行了研究。结果表明,10、40和120mg·L^-1Cd胁迫下,黄菖蒲幼苗叶片和根系中4种酶活性的变化不同。10和40mg·L^-1 cd胁迫下,黄菖蒲幼苗叶片和根系中的POD及APX活性、叶片中的SOD活性及根系中的CAT均明显高于对照;在120mg·L^-1 Cd胁迫下,叶片中的POD活性及根系中的POD和CAT活性均高于对照;各处理组根系中的SOD活性均低于对照。随处理时间的延长,40和120mg·L^-1Cd胁迫处理组叶片的CAT活性和120mg·L^-1Cd胁迫处理组根系的APX活性逐渐降低,其他处理组不同酶的活性逐渐升高或先升后降。黄菖蒲叶片及根系中的4种酶对Cd胁迫的响应能力有差异,其中POD可能是黄菖蒲耐Cd胁迫的主要抗性诱导酶。     

外源脱落酸对小麦幼苗抗镉胁迫能力的影响

以小麦(Triticum aestivum L.)为试材,采用水培法研究了100mg/L镉(Cd2+)胁迫条件下施用外源脱落酸(ABA)对小麦幼苗生长及某些生理生化指标的影响。结果表明:(1)100mg/L Cd2+胁迫下,小麦叶片膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著提高,植株生长受到抑制;(2)外源ABA能够明显提高Cd2+胁迫小麦幼苗的根系活力,增加其叶片SOD、CAT和POD活性,促进其脯氨酸积累,降低MDA的含量,并以5.0μmol/L ABA的效果最明显;(3)1.0～5.0μmol/L外源ABA不同程度地缓解Cd2+胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,且5.0μmol/L时效果最明显,其株高、根长、总干重分别比单一Cd2+胁迫处理显著提高6.73%、149%和10.52%,而10.0μmol/LABA反而加重了Cd2+对小麦幼苗生长的伤害。因此,适宜浓度的外源ABA能够通过增加体内保护酶活性和脯氨酸含量来缓解Cd2+胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,增强小麦幼苗的抗Cd2+胁迫能力,并以5.0μmol/L ABA处理效果最好。     

Comparative studies of H2O2 detoxifying enzymes in green and greening barley seedlings under cadmium stress

Cadmium(Cd) stress induced alterations in the activities of several representatives of the enzymatic antioxidant defense system such as guiacol peroxidase (POD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) were comparatively studied in green and greening barley seedlings that represent two different stages of plant development. Although roots were the main site of Cd accumulation, 1.5–3% of Cd was translocated into leaves and it induced oxidative damage which was indicated by the reduced chlorophyll and increased malondialdehyde content of the leaves. In roots of both types of seedlings exposed to various Cd concentrations, the APX activity was enhanced without any increase in the activity of POD. In leaves, however, elevated activities of both POD and APX could be observed. In roots of green seedlings at high concentration of Cd, the APX activity was reduced on the fourth day of culture but no inhibition was found in the POD activity. Leaf CAT which mainly represented the peroxisomal enzyme activity did not display any changes under Cd stress. Our results show that at both developmental stages barley seedlings exhibit a well-defined activity of the enzymatic antioxidant system, which operates differentially in roots and shoots subjected to Cd stress.     

The effect of NaCl on antioxidant enzyme activities in potato seedlings

The effect of NaCl on the growth and activity of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) were investigated in the seedlings of four potato cultivars (Agria, Kennebec; relatively salt tolerant, Diamant and Ajax; relatively salt sensitive). The shoot fresh mass of Agria and Kennebec did not changed at 50 mM NaCl, whereas in Diamant and Ajax it decreased to 50 % of that in the controls. In Agria and Kennebec, SOD activity increased at 50 mM NaCl, but no significant changes observed in Diamant and Ajax. At higher NaCl concentration, SOD activity reduced in all cultivars. CAT and POD activities increased in all cultivars under salt stress. Unlike the other cultivars, in Ajax seedlings, APX activity increased in response to NaCl stress. We also observed new POD and SOD isoenzyme activities and changes in isoenzyme compositions under salt stress. These results suggest that salt-tolerant potato cultivars may have a better protection against reactive oxygen species (ROS) by increasing the activity of antioxidant enzymes (especially SOD) under salt stress.     

Silicon alleviates cadmium toxicity in peanut plants in relation to cadmium distribution and stimulation of antioxidative enzymes

Silicon (Si) is generally considered a beneficial element for the growth of higher plants, especially for those grown under stressed environments. Recently, the mitigating role of Si in cadmium (Cd) stress has received some attention. However, its mechanisms involved remain poorly understood. We studied the effects of Si on tissue and subcellular distribution of Cd, as well as the activities of major antioxidant enzymes (SOD, POD and CAT) with two contrasting peanut (Arachis hypogaea L.) cultivars (Luhua 11 and Luzi 101) differing in their Cd tolerance. The results showed that Cd exposure alone depressed plant growth and caused oxidative stress for both cultivars, and this toxicity was more obvious in Cd-sensitive cultivar (Luhua 11) than in Cd-tolerant cultivar (Luzi 101). Si supply significantly alleviated the toxicity of Cd in peanut seedlings; this was correlated with a reduction of shoot Cd accumulation, an alteration of Cd subcellular distribution in leaves, and a stimulation of antioxidative enzymes. The mechanisms of Si amelioration of Cd stress were cultivar and tissue dependent. For Luhua 11, Si-mediated inhibition of Cd transport from roots to shoots, reduction of Cd content in cell organelle fractions of leaves, and enhancement of the SOD, POD and CAT activities in roots, might responsible for the role of Si in alleviating Cd toxicity. For Luzi 101, Si alleviation of Cd toxicity is mainly attributed to the decrease in Cd concentration in shoot and stimulation of antioxidants systems.     

镉胁迫对鸡冠花种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

采用水培法和盆栽法测定分析不同浓度Cd(0、50、100、150、200 mg/L)胁迫对鸡冠花种子萌发、幼苗生物量、叶片光合色素、渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸)、丙二醛(MDA)、低分子巯基化合物(GSH、GSSG、Cys、NPT)含量以及抗氧化酶 (SOD、POD、CAT、APX)活性的影响,探讨鸡冠花耐受Cd胁迫的能力及其生理机制,为植物解毒机制提供基础资料。结果显示：(1)鸡冠花种子的发芽势、发芽率和发芽指数在低浓度Cd处理下提高,而活力指数、根长及苗长在各浓度Cd胁迫下均不同程度降低,以上指标均在低浓度(50、100 mg/L)Cd胁迫下受到显著抑制,且根长受抑制程度显著高于苗长;幼苗生物量(整株鲜重、地上部分鲜重及地下部分鲜重)在200 mg/L Cd胁迫时受到显著抑制,较对照分别下降了61.9%、58.4%和72.7%;根冠比及主根长虽未受到显著影响,但总体呈现降低趋势。(2)鸡冠花幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量在100~200 mg/L Cd胁迫下均显著降低,叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量在Cd胁迫下总体呈升高趋势,并分别在50、150、200 mg/L时显著升高。(3)鸡冠花幼苗叶片各抗氧化酶活性在Cd胁迫下呈不同变化趋势,POD和APX活性在各浓度Cd胁迫分别增加23.1%~304.2%和160.0%~280.0%;SOD活性在各浓度Cd胁迫均受到抑制,但仅在150 mg/L时显著降低43.2%;CAT活性在50~150 mg/L Cd胁迫下显著增强了46.6%~66.5%,但在200 mg/L Cd胁迫却显著降低59.5%。(4)高浓度(200 mg/L)Cd胁迫下鸡冠花幼苗叶片巯基化合物GSH、GSSG、Cys、NPT含量分别比对照上升了53.2%、164.2%、53.9%和0.79%,而GSH/GSSG比值显著降低。研究发现,鸡冠花种子萌发期和幼苗期对Cd胁迫均具有一定的耐受力,但高浓度Cd胁迫仍致使幼苗部分抗氧化酶活性降低,ROS过量积累,引起膜脂过氧化程度加深,其产物MDA含量逐渐升高;Cd胁迫促进低分子巯基化合物含量呈不同幅度的增加,但GSH/GSSG比值下降,细胞内氧化还原反应(Redox)受到抑制,导致幼苗正常生长代谢受阻,生物量持续降低。