镉、铜和锌胁迫下黑藻活性氧的产生及抗氧化酶活性的变化研究

研究了不同Cd、Cu、Zn处理浓度对黑藻体内活性氧()产生及对抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的分子毒理学效应以探讨高等水生植物抗氧化酶对重金属胁迫的反应。结果表明,三种重金属都不同程度地加快了产生速率;Cu使SOD、POD、CAT活性下降;Cd也都减弱了SOD和POD活性,而CAT活性在0.5—5mg/L处理浓度时增加;Zn对SOD活性也为抑制作用,当浓度为0.5—5mg/L时POD和CAT活性都上升。关联度分析发现Cd、Cu和Zn胁迫下黑藻起主要保护作用的分别为SOD、POD和CAT,而SOD最易受到影响。Cd、Cu处理下的叶绿素含量也都呈下降趋势,而0.5—5mg/L的Zn浓度刺激了叶绿素合成。所有Zn处理、0.5mg/L的Cu处理和0.5—1mg/L的Cd处理的叶绿素a/b值都大于对照值。除了Cu使可溶性蛋白含量减少外,0.5—5mg/L的Zn和0.5—1mg/L的Cd都使其含量增加。综合起来,Cu的毒性最强,其次为Cd,Zn最弱。致死阈浓度分别为:Cu:0.5—1mg/L;Cd:1—2mg/L;Zn:5—6mg/L。SOD是评价重金属对沉水植物毒性效应的灵敏指标。黑藻对水环境Cu污染反应敏感。       

Cr6+、Cr3+胁迫对黑藻生理生化影响的比较研究

以沉水植物黑藻 (Hydrillaverticillata(L .f.)Royle)为实验材料 ,通过模拟水体Cr6+ 、Cr3 + 污染环境 ,比较研究了两种价态铬对黑藻叶的毒害影响。结果表明 :随着Cr6+ 、Cr3 + 浓度的加大 ,超氧阴离子 (O 2)产生速率、丙二醛 (MDA)、可溶性蛋白含量皆呈先升后降趋势。Cr6+ 、Cr3 + 浓度过高时 ,三种抗氧化酶 (SOD、POD、CAT)活性比例失衡 ,且Cr6+ 处理组的O 2 产生速率、MDA含量高于Cr3 + 处理组 ,叶绿素、可溶性蛋白含量、叶绿素a/b值低于Cr3 + 处理组 ,显示出Cr6+ 的毒性远大于Cr3 + 。     

有机胺(PTMAC)对盐胁迫小麦幼苗抗氧化能力的影响

旨在研究有机胺( PTMAC)对盐胁迫小麦幼苗叶片内源保护酶活性及叶绿素、可溶性蛋白含量的影响,采用不同浓度的PTMAC进行种子浸泡和叶面喷施处理,并在幼苗两心一叶时进行100 mmol/ＬNaCl胁迫.结果表明,与未处理的样品相比,不同浓度的PTMAC均能显著提高盐胁迫下幼苗叶片中SOD、POD和CAT的活性,同时降低MAD的含量.PTMAC为10 mg/L时,MDA降低了12.21％;PTMAC为20 mg/L时,SOD、POD、CAT活性分别提高了434.71％、194.49％和227.27％,叶绿素含量提高了24.4％;PTMAC为50 mg/L时可溶性蛋白提高了12.68％.结果显示,在试验浓度范围内(PTMAC为20 mg/L),能大大地提高盐胁迫小麦幼苗叶片中内源保护酶的活性,提高叶绿素和可溶性蛋白的含量,从而提高小麦的抗氧化能力,改善光合性能,促进其生长.     

重金属Cr6+胁迫对茳芏生理生态特征的影响

采用盆栽模拟试验,研究了不同水平重金属Cr6+对茳芏生理生态的影响,探索了茳芏对重金属的抗性机理,充实有关盐沼植物的污染生态学研究。结果表明:(1)Cr6+胁迫对茳芏生物量具抑制作用;(2)叶绿素含量及叶绿素a/b比值显著降低,并对净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)及气孔导度(Gs)产生显著负面影响;(3)各浓度Cr6+胁迫对茳芏根系活力表现为抑制效应;(4)在Cr6+胁迫下,茳芏过氧化氢酶(CAT)活性均比对照低(除50mg/L外),超氧化歧化酶(SOD)活性随Cr6+浓度增加呈降低趋势,而过氧化物酶(POD)活性则持续上升。丙二醛(MDA)、细胞膜透性和脯氨酸(Pro)随Cr6+浓度增加显著增加,表明Cr6+胁迫对茳芏细胞质膜系统及主要细胞器的结构与功能都具有较强的破坏作用。     

无机三价砷对黄花水龙无菌苗生理生化特性的影响

采用溶液培养法研究无机三价砷胁迫对黄花水龙[Ludwigia peploides (Kunth) P. H. Raven subsp. stipulacea (Ohwi) P. H. Raven.]无菌苗的影响, 通过将黄花水龙无菌苗在含不同浓度NaAsO₂(0、2.5、10、50、250和500 μmol/L)的1/10霍格兰溶液中培养24h, 测定叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的变化, 以探讨无机三价砷胁迫对黄花水龙无菌苗光合特性及相关生理生化特征指标的影响。结果表明: 2.5 μmol/L As (Ⅲ)处理时, 叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量达到峰值, 随着处理浓度升高,叶绿素含量均有所下降; 处理组MDA含量均高于对照组, 且当处理浓度升高至500 μmol/L显著高于对照组。可溶性蛋白含量随着砷处理浓度的升高先升后降, 在As (Ⅲ)浓度为250 μmol/L时显著高于对照组, 当浓度高至500 μmol/L时可溶性蛋白含量有所降低; 可溶性糖含量随着砷浓度的升高先降后升, 抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均在低砷处理浓度下逐渐升高并到显著差异水平, 但当浓度高于250 μmol/L后, 含量均呈下降趋势; 这表明在低浓度胁迫下, 黄花水龙自身会出现自我保护现象, 高浓度砷对黄花水龙表现出损伤效应。研究结果为进一步研究砷胁迫下黄花水龙生理和生长变化及其培育和移植提供了一定依据。     

铜胁迫对狭叶香蒲生长及生理特性的影响

采用水培法,研究不同浓度Cu~(2+)胁迫对狭叶香蒲生长及生理特性的影响。结果表明:狭叶香蒲叶宽、株高的增长量及整株干物质累积量在较低浓度Cu~(2+)处理时均未受影响,此后随Cu~(2+)浓度升高显著下降。Cu~(2+)浓度为o～30 mg·L~(-1)时,叶绿素含量显著上升,此后随Cu~(2+)浓度增加其含量显著下降。在Cu~(2+)浓度0～5 mg·L~(-1)范围内根系活力显著上升,此后随Cu~(2+)浓度升高则大幅下降。根系和叶片SOD、POD、CAT、活性随Cu~(2+)浓度增加均呈先显著升高后显著降低的趋势,根系SOD、POD活性在30 mg·L~(-1)时出现最大值,叶片SOD、POD活性在55 mg·L~(-1)时出现最大值,根系和叶片CAT活性均在80 mg·L~(-1)时出现最大值;同一Cu~(2+)浓度下,根系SOD、POD、CAT活性明显高于叶片,说明根系比叶片对Cu~(2+)胁迫反应更敏感。从根系和叶片SOD/POD、SOD/CAT的比值变化上看出,在Cu~(2+)为1 mg·L~(-1)和5 mg·L~(-1)时起主要保护作用的酶是SOD、POD,后来CAT起到主要作用。MDA含量自Cu~(2+)浓度为30 mg·L~(-1)时开始持续上升。说明在Cu~(2+)为30～55 mg·L~(-1)时狭叶香蒲表现为积极的生理响应。     

铜污染对野艾蒿生长发育的胁迫及伤害

通过水培试验,研究了Cu污染对野艾蒿生长发育的胁迫伤害.试验设Cu浓度为2.5、5、10、20和40 mg·L^-1,以植物生长指标及生理指标为测试指标,试验周期14 d.结果表明, 低浓度Cu处理(2.5 mg·L^-1)对野艾蒿生长有促进作用,但随Cu浓度增高(5～40 mg·LL^-1)则产生抑制效应.各项生长指标均与Cu浓度呈极显著负相关,叶绿素含量也产生类似变化.几种光合色素对Cu的敏感性顺序为：叶绿素a＞叶绿素a+b＞叶绿素b＞类胡萝卜素.叶细胞膜渗透性、O₂^-·产生速率和丙二醛(MDA)含量在Cu浓度为2.5 mg·L^-1时较对照略有下降,再随Cu浓度升高而不断上升.POD、SOD和CAT活性随Cu浓度升高先上升,后下降,与根系耐性指数变化一致.在Cu浓度不超过20 mg·L^-1情况下,根系耐性指数＞0.5;Cu浓度为40 mg·L^-1时,根系耐性指数降低为0.36.     

硝磺草酮、铜单一和复合胁迫对苦草的生长及生理的影响

农药与重金属是水体中常见的污染物，其在水环境中的污染问题已引起全社会的广泛关注。目前关于农药硝磺草酮与铜的研究主要集中在动物与浮游植物上，对大型水生植物的研究较匮乏。为了阐明水体中常见毒性污染物硝磺草酮与铜对水生植物的潜在毒性作用，本研究探究了二者对长江流域的优势种苦草（Vallisneria natans）的生长及生理影响，旨在为水生植物复合污染的生态毒性效应和生态安全评估提供依据。本研究采用水培法，研究了不同浓度硝磺草酮（0、0.01、1、10、20、50 mg/L）、铜（0、0.1、0.3、0.5、1、2 mg/L）以及（硝磺草酮+铜）在（0+0、0.01+0.1、1+0.3、10+0.5、20+1、50 mg/L+2 mg/L）浓度时对苦草的相对生长率、光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）、抗氧化酶〔超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、过氧化物酶（peroxidase， POD）、过氧化氢酶（catalase， CAT）〕以及可溶性蛋白含量变化的影响。结果显示，单一硝磺草酮对苦草的生长和光合色素的合成、CAT活性和可溶性蛋白含量具有抑制作用，而对苦草POD活性具有激活效应；单一铜胁迫对苦草生长、光合色素的合成、CAT活性以及可溶性蛋白含量具有显著抑制作用，而对苦草SOD和POD活性具有激活效应；此外，苦草的相对生长率、光合色素、可溶性蛋白含量、CAT活性等指示物对硝磺草酮与铜联合胁迫表现出受害响应，而POD活性显著上升，SOD活性呈现低浓度抑制高浓度促进效应。毒性效应评估结果显示，随着复合胁迫浓度的升高，硝磺草酮和铜对苦草的联合毒性由拮抗作用转为协同作用。硝磺草酮与铜在水体中赋存可能对水生植物产生潜在的生物安全风险，因此要更加关注水体中不同污染物之间综合效应的防治。     

外源NO对2+胁迫下小桐子幼苗抗氧化能力的影响

为探讨外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对铜(Cu2+)胁迫的缓解效应,该试验以小桐子幼苗为材料,先通过小桐子幼苗根茎生长指标的变化筛选出后续实验适宜的SNP(0.2mmol/L)和Cu2+浓度(90mmol/L),再进一步考察SNP预处理对Cu2+胁迫下幼苗脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量及抗氧化酶活性的影响。结果显示:(1)Cu2+处理能诱导小桐子幼苗叶片中Pro和MDA含量显著升高,且过氧化氢酶(CAT)、超氧物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)及抗坏血酸专一性过氧化物酶(APX)的活性增强。(2)用SNP预处理能显著提高Cu2+胁迫下幼苗叶片Pro的含量,进一步增强叶片中CAT、SOD、POD和APX活性,降低MDA的含量。研究表明,0.2mmol/L的SNP能够通过提高小桐子幼苗的抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量来增强其抗氧化胁迫能力,从而显著缓解Cu2+胁迫对幼苗造成的氧化伤害,维持其正常生长发育。     

铅锌胁迫下轮叶黑藻的吸附水平及生理响应

为探讨铅锌胁迫下轮叶黑藻(Hydrilla verticillate)的吸附水平及生理响应, 分别设置不同Pb2+(浓度梯度为0、0.01、0.05、0.10和0.20 mg/L)、Zn2+(浓度梯度为0、0.05、1.00、2.00和4.00 mg/L)浓度单一和复合胁迫轮叶黑藻28d, 测定其对铅锌的吸附量, 叶绿素a、叶绿素b、丙二醛(MDA)和总抗氧化能力(T-AOC)含量, 以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性变化。结果显示: 高浓度(≥1.00 mg/L)的Zn2+可促进轮叶黑藻对Pb2+的吸收, 对Zn2+的吸附主要受Zn2+处理浓度的影响; 低浓度Pb2+和Zn2+可以促进叶绿素的合成, 高浓度(浓度≥1.00 mg/L)胁迫则抑制叶绿素的合成; 受到胁迫时其抗氧化系统会迅速作出反应, 但一定浓度的Pb2+与Zn2+在单一和复合胁迫下, 抗氧化系统受限, 说明抗氧化系统不能正常运转, 机体受到损伤。研究结果为轮叶黑藻在重金属修复中的应用提供一定的理论依据。     

铜递进胁迫对芦竹生理指标、富集能力的影响

通过测定叶片中叶绿素含量、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量及质膜透性,研究了不同浓度铜胁迫对芦竹幼苗植株的生理指标及富集能力的影响。结果表明：随铜处理浓度的增大,叶片中叶绿素含量、POD、SOD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,当铜处理浓度在100mg·kg^-1时,叶绿素含量、CAT活性达到最大值,而POD、SOD活性在200mg·kg^-1处理时达到最大值。MDA含量、脯氨酸含量及质膜透性均随铜浓度增大而升高,当铜处理浓度在800mg·kg^-1时,叶片中的MDA含量、脯氨酸含量及质膜透性达到最大值。检测芦竹中铜含量的分布规律为根（地下部分）〉茎、叶（地上部分）,当铜处理浓度未达800mg·kg^-1时,转运系数小于1,富集系数大于1。结果表明芦竹对铜污染土壤具有一定耐受力。     

铅、锌及其交互作用对鱼腥草(Houttuynia cordata)叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

采用营养液培养方法研究铅、锌及其交互作用对鱼腥草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响。实验结果显示，随着Pb浓度的增加，鱼腥草叶绿素含量逐渐降低但无显著变化。Zn在一定浓度下能提高鱼腥草叶绿素含量，而在高浓度Zn胁迫下，叶绿素含量急剧下降。鱼腥草叶片中SOD、POD和CAT3种酶活性都是随着Pb浓度的增加先上升后下降。随着Zn浓度的增加，SOD和CAT也是先上升后下降，POD则是逐渐上升。Pb—Zn交互作用增加了鱼腥草叶绿素含量，对SOD和POD活性具有抑制作用，对CAT活性影响不明显。同时研究结果还表明，单一Pb、Zn对鱼腥草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响大于Pb、Zn二者的共同作用，其中高浓度Zn对鱼腥草的伤害作用最大，而当溶液Pb处理浓度达到400mg／L时，鱼腥草仍能正常生长，说明鱼腥草具有较强的耐Pb能力。     

铜胁迫对竹叶眼子菜叶片生理指标和超微结构的影响

通过溶液培养试验,研究了不同Cu2 浓度(0、2、4、6和8 mg.L-1)胁迫对沉水植物竹叶眼子菜叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、保护酶活性、活性氧产生以及细胞超微结构的影响.结果表明:随着Cu2 浓度的增加,竹叶眼子菜叶片总叶绿素、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量逐渐下降;超氧化物歧化酶、过氧化物酶逐渐下降,而过氧化氢酶则呈先升后降趋势;超氧阴离子产生速率、过氧化氢、丙二醛和可溶性糖含量均呈上升趋势;不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示,Cu2 处理后,引起分子量为60.9、18.8、15.7、22.3和30.0 kDa多肽的表达量减少或消失;电镜观察发现,Cu2 对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤;Cu2 对竹叶眼子菜的致死浓度范围在2~4 mg.L-1.     

不同浓度铜对紫背萍和青萍色素含量及抗氧化酶系统的影响

通过水培试验研究了不同浓度的重金属Cu对紫背萍(Spirodela polyrrhiza)和青萍(Lemna minor)的色素含量和抗氧化酶系统的影响.结果表明,低浓度Cu(0.056 mg·L^-1)的处理下,紫背萍和青萍的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)的含量均出现不同程度的增加,分别高出其对照11％、46％、22％和8％、15％、11％,而在高浓度Cu(0.18～5.60 mg·L^-1)的处理下,上述色素含量均显著下降,平均下降幅度分别达63％、62％、65%和46％、44％、45％.紫背萍体内丙二醛(MDA)含量为青萍的2.57倍.两种浮萍的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性均随Cu浓度的增加而呈先升后降的趋势,紫背萍体内3种酶活性在Cu浓度仅为0.18 mg·L^-1时即达峰值,随后则大幅下降,而青萍体内3种酶活性却在Cu浓度分别升高到0.56、1.0和1.0 mg·L^-1时才达到峰值.可见,在Cu胁迫下,紫背萍受Cu毒害较青萍深,且其体内抗氧化酶系统也较青萍敏感.     

Zn诱导的菹草叶抗氧化酶活性的变化和超微结构损伤

本文以培养在不同浓度梯度Zn 溶液中的菹草为材料, 研究Zn 对植物的影响。培养第5天, 测定叶内抗氧化酶系统活性等指标的变化, 并用透射电镜观察对细胞超微结构的损伤。结果表明:低浓度(<20mg/L)在短期内(5d)未对菹草产生影响, 各生理指标呈上升趋势。当培养浓度为50mg/L 时SOD 和CAT 活性达到峰值, 而其他指标则下降:其中POD 活性和叶绿素含量高于对照, 而可溶性蛋白含量则比对照低。100mg/L 培养浓度各指标均明显降低。同时电镜观察发现过量Zn 损伤了细胞的超微结构。当培养浓度大于50mg/L 时, 叶绿体被膜断裂, 叶绿体解体。线粒体脊突膨大, 线粒体空泡化。细胞核核膜断裂, 核仁散开。这说明过量Zn 削弱了细胞抗氧化酶的活性, 同时对细胞超微结构产生致死性损伤, 从而导致细胞死亡。     

铅、锌及其交互作用对鱼腥草(Houttuynia cordata)叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

采用营养液培养方法研究铅、锌及其交互作用对鱼腥草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响。实验结果显示,随着Pb浓度的增加,鱼腥草叶绿素含量逐渐降低但无显著变化。Zn在一定浓度下能提高鱼腥草叶绿素含量,而在高浓度Zn胁迫下,叶绿素含量急剧下降。鱼腥草叶片中SOD、POD和CAT 3种酶活性都是随着Pb浓度的增加先上升后下降。随着Zn浓度的增加,SOD和CAT也是先上升后下降, POD则是逐渐上升。Pb-Zn交互作用增加了鱼腥草叶绿素含量,对SOD和POD活性具有抑制作用,对CAT活性影响不明显。同时研究结果还表明,单一Pb、Zn对鱼腥草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响大于Pb、Zn二者的共同作用,其中高浓度Zn对鱼腥草的伤害作用最大,而当溶液Pb处理浓度达到400mg/L时,鱼腥草仍能正常生长,说明鱼腥草具有较强的耐Pb能力。     

Cd2+处理对菹草叶片保护酶活性和细胞超微结构的毒害影响

以不同浓度Cd^2 处理5d的菹草为实验材料,测定了叶片SOD,POD,CAT等生理生化指标的变化,并用透射电镜观察了Cd^2 对叶细胞超微结构,尤其是对叶绿体,线粒体和细胞核的损伤情况。结果表明：SOD活性,叶绿素含量随Cd^2 处理浓度的增加而下降,而CAT和POD活性都是在1mg／L浓度下达到峰值,而后降低。SOD对Cd^2 毒害最敏感,其次为POD和CAT。电镜观察发现：随Cd^2 浓度的增加,对细胞超微结构的损伤程度也加剧。表现为叶绿体膨大,被膜断裂、消失和叶绿体解体;线粒体变形,脊突膨大和空泡化;细胞核核仁分散,核膜断裂,核空泡化。并探讨了Cd^2 对植物的毒害机制。     

铜胁迫下链格孢菌对白车轴草生理生态的影响

通过盆栽实验研究了Cu胁迫下接种病原菌链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)生理生态指标的影响.结果表明:在未接种的对照组中,随着Cu浓度的增大(0~3000mg.kg-1),植株叶片失绿,生物量下降,叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素及叶片可溶性蛋白质含量下降;植物体内丙二醛(MDA)高度积累,细胞膜结构遭到损坏,电导率增大;植株活性氧清除系统受损,不能保持原有平衡,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,过氧化物酶(POD)活性升高.接种链格孢菌后,植株叶片色素、膜系统及保护酶系统的损伤均加重,与不接种对照组相比,相同浓度Cu处理的叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量、SOD和CAT活性均呈不同程度的下降,而电导率、MDA含量和POD活性则有所上升.