镉在不同类型蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)中的积累及其化学形态和分子分布

采用水培幼苗试验研究不同蕹菜品种("台湾308"和"强坤青骨")Cd的积累及其化学形态和分子分布。结果表明,1.0 mg·L-1Cd浓度处理下,"台湾308"和"强坤青骨"叶、茎、根Cd含量分别为3.17、3.55、39.1和2.06、2.35、33.5 mg·kg-1;5.0 mg·L-1Cd浓度处理下,"台湾308"和"强坤青骨"叶、茎、根Cd含量分别为3.75、4.15、55.8和2.68、3.43、83.7 mg·kg-1。2个蕹菜品种Cd化学结合形态研究表明,叶中以乙醇提取态为主,茎、根中以乙醇和氯化钠提取态为主。"台湾308"叶、茎、根中活性较强的水提取态Cd所占比例均明显高于"强坤青骨",而醋酸和盐酸提取态Cd所占比例均明显低于"强坤青骨"。Cd处理水平和蕹菜品种类型对体内Cd化学结合形态均有一定影响,在根中表现尤为明显。分子分布结果表明,蕹菜叶片可溶部分中的Cd大部分与高分子量化合物和小分子量物质相配合,而根中可溶部分的Cd主要与植物螯合肽(PCs)和分子量为10~20 kDa的蛋白质结合。"强坤青骨"根系中Cd与PCs配合的组分(Cd-PCs)含量小于"台湾308",降低了Cd向地上部转运的可能性,进而成为其地上部分Cd含量较低的原因之一。     

霞多丽苗木中镉的积累、亚细胞分布及化学存在形态

以一年生盆栽葡萄品种霞多丽(Vitis vinifera L.cv.Chardonnay)自根苗及SO4砧嫁接苗为试材,采用CdCl2和CaCl2根部灌入的方法,研究了镉在霞多丽植株内的亚细胞分布和存在形态,以及外源添加氯化钙对植株镉吸收的影响.结果表明:大部分镉积累在霞多丽自根苗及嫁接苗的地下部器官;4 mmol·L-1浓度的CdCl2处理下,镉在自根苗根及根颈部分的积累量占77.1％,在叶片中的积累量占1.4％,而嫁接苗中镉在嫁接口以下部分的积累量高达93.9％,叶片中的积累量仅占0.1％;5 mmol·L-1外源钙缓解了植株对镉的吸收积累,而10mmol ·L-1外源钙则显著增加了植株对镉的吸收积累.镉在根系和叶片中的亚细胞分布规律为细胞壁＞可溶性部分＞细胞器,且在细胞壁中积累50％以上;镉在根系中主要以氯化钠提取态存在,其次为乙酸提取态,去离子水提取态含量最少.随着镉处理浓度的增加,各提取态含量有所变化.     

镉在水生植物中的富集与亚细胞分布及其化学形态特征

以7种水生植物(长苞香蒲、水生美人蕉、黑藻、粉绿狐尾藻、花叶芦竹、香根鸢尾、水葫芦)为研究材料,构建生物塘系统,通过差速离心法和五步提取法,提取植物各亚细胞组分和不同化学形态的镉,并用原子吸收分光光度法测定镉含量,分析镉在水生植物体中富集特征,揭示植物对镉的耐性机制。结果表明:(1)水生植物根中镉富集量大于茎和叶;3种类型水生植物富集镉能力表现为沉水植物(粉绿狐尾藻、黑藻)浮水植物(水葫芦)挺水植物(长苞香蒲、水生美人蕉、花叶芦竹、香根鸢尾)。(2)镉在黑藻、水葫芦和花叶芦竹中的亚细胞分布量均呈现为细胞壁可溶组分原生质体线粒体,所占比例分别为37.16%~50.86%、20.69%~31.21%、10.81%~23.83%、8.15%~19.83%。(3)赋存化学形态表现为以氯化钠提取态、醋酸提取态为主,所占比例分别为29.37%~56.27%和15.06%~36.19%。研究发现,粉绿狐尾藻、水葫芦、水生美人蕉和花叶芦竹4种植物为富集镉较好的植物,而黑藻、香根鸢尾和长苞香蒲3种植物的镉富集能力相对较弱;镉主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在于植物根的细胞壁和液泡中,以减弱镉对根细胞器和植物地上部分的毒害。     

镉在水花生叶片中的亚细胞分布及其毒理学

以水花生为试验材料,研究了不同浓度镉(Cd)(0、0.05、0.1、0.2、0.4 mmol·L-1)胁迫下水花生叶中Cd及矿质元素的亚细胞分布、抗氧化能力、叶绿素、可溶性蛋白和植物络合素(PCs)含量的变化.结果表明:随着培养液中Cd浓度的增加,叶片内各亚细胞组分中Cd含量显著增加,但分布不均,主要积累在细胞壁,其次为可溶成分,线粒体和叶绿体中分布最少.Cd处理浓度大于0.2 mmol·L-1时,呈现Cd向水花生叶的可溶成分中分配增加、细胞壁中分配减少的趋势.矿质元素的吸收明显失衡,表现为各亚细胞组分中Ca含量显著增加且主要分布在细胞壁中,细胞壁和可溶成分中P和K含量不断降低,叶绿体中Mg和Fe的含量逐渐减少.叶绿素和可溶性蛋白含量持续下降.谷胱甘肽和抗坏血酸含量先升后降,总抗氧化能力(T-AOC)不断提高,PCs大量累积.水花生对水体中的Cd有一定耐性,且Cd在亚细胞结构中的富集量与其毒性间具有明显的剂量-效应关系;亚细胞中矿质元素的紊乱以及叶绿素和可溶性蛋白含量的显著降低,Cd在亚细胞中的积累对植物体造成了明显的毒害作用;Ca在细胞壁中的累积以及PCs和T-AOC水平的提高说明水花生具有较强的抗性;PCs的合成量与Cd对水花生的毒性变化有一定的相关性,可以作为Cd胁迫的生物标记物.     

镉在旱柳中亚细胞分布及存在的化学形态

以2个旱柳无性系幼苗为材料,通过营养液培养并结合差速离心与化学试剂提取法,分析了不同浓度Cd2+胁迫下旱柳叶和根中Cd的亚细胞分布及其存在的化学形态.结果显示,(1)随着培养介质Cd2+浓度升高,旱柳无性系幼苗叶和根中各亚细胞组分Cd含量随之增加.叶片的Cd主要富集于细胞壁、叶绿体和可溶性部分,它们的含量分别占65%～69%、14%～22%、6.8%～7.7%,仅少量Cd发现于膜部分;而根中Cd主要积累于细胞壁和可溶性部分,其中含量分别占59%～66%和14%～25%,Cd在根亚细胞组分中积累量依次为细胞壁>可溶性部分>质体>膜部分.(2)旱柳体内Cd以不同的化学形态存在,大部分为HCl(FHCl)、NaCl(FNaCl)、醋酸(HAC,FHAC)提取态,极少部分为乙醇(EtOH,FEtOH)和水提取态(Fwater),叶和根中5种Cd提取态含量依次为FHCl>FNaCl>FHAC>Fwater>FEtOH,而叶和根中HCl和NaCl提取态Cd占有比例大于30%以上.研究表明,旱柳无性系中Cd主要与蛋白质和有机酸螯合或以金属磷酸盐沉淀的形态存在,其根、叶的细胞壁和液泡在Cd忍耐与解毒中起到重要作用.     

两种生态型香根草对镉的耐受和积累特性比较

以Monto和Veriveria nermorlis两种生态型香根草［Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty］为材料,采用室内水培试验,在不同浓度(0、200、800、2 000 μmol·L^-1)硝酸镉溶液处理7 d后,比较、分析两类型香根草的叶片生长状况、叶绿素荧光参数、镉的积累、亚细胞分布和化学形态分布等指标的差异,明确两类香根草对镉的耐受能力和积累特性。结果表明,(1)在中度(800 μmol·L^-1)和重度(2 000 μmol·L^-1)镉胁迫条件下,Monto的叶片生长状况优于Veriveria nermorlis,其F_m、F_v/F_m和F_v/F_o等叶绿素荧光参数显著高于Veriveria nermorlis,而其叶片、根部镉含量、富集系数和镉转移系数则显著低于Veriveria nermorlis。(2)镉主要分布在香根草根和叶细胞壁组分和可溶性组分中,两者镉含量占比之和达95%以上;对于两种生态型香根草的叶片和Monto的根部而言,细胞壁组分和可溶组分镉占比随着镉胁迫浓度增加分别呈增加和下降趋势,但两参数在Veriveria nermorlis根中的变化趋势则相反;Monto叶中细胞壁组分的镉占比要高于Veriveria nermorlis。(3)镉的化学形态分布分析显示,两种生态型香根草叶片中以氯化钠提取态镉为主,而根中以乙醇提取态和氯化钠提取态镉为主;Monto根中乙醇提取态的镉含量占比远大于Veriveria nermorlis。研究发现,Monto香根草的镉耐受能力较强,主要因为其根、叶中的镉积累量、镉富集系数和转移系数均低于Veriveria nermorlis,且Monto叶片中细胞壁组分的镉占比和根中乙醇提取态镉的占比更高。     

复合胁迫下茭白体内镉、铅的亚细胞分布和植物络合素的合成

以茭白（Zizania latifoliaTurcz.）的单季茭品种‘蒋墅茭’和双季茭品种‘葑红早’为试材,进行Cd2＋、Pb2＋的单一及复合胁迫处理,测定了茭白根系和叶片中的非蛋白巯基（NPT）、谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）的含量,同时测定了茭白植株各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋的积累量,以探讨茭白对重金属镉、铅胁迫的耐性机理。结果表明：Cd2＋、Pb2＋的单一及其复合胁迫均能促进两茭白品种根系和叶片中NPT、GSH、PCs的含量及茭白各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋积累量的显著增加;复合胁迫时两茭白品种的NPT、GSH、PCs含量及各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋的积累量均高于单一胁迫,茭白的不同部位间,以根系中的NPT、GSH、PCs含量显著高于叶片;茭白各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋的积累量表现为：细胞壁高于原生质体,而可溶性部分高于细胞器。     

镉和锌在皖景天细胞内的分布及化学形态

运用差速离心法和化学试剂逐步提取法,分析了Cd和Zn在皖景天根、茎和叶的亚细胞分布及其化学形态.结果表明:10 μmol·L^-1 Cd处理下,Cd在皖景天细胞内的主要分布位点是其可溶部分;在100 μmol·L^-1 Cd处理下,Cd在根中主要分布在细胞壁、茎中主要分布在细胞壁和可溶部分、叶中超过90%的Cd分布在可溶部分.高Cd浓度处理时,皖景天根、茎和叶的细胞壁中Cd分布比例增加,而可溶部分Cd分布比例相对减少.在1和800 μmol·L^-1 Zn处理条件下,Zn在皖景天根、茎和叶的主要分布位点是可溶部分;高Zn浓度处理时,皖景天叶、茎和根的可溶部分和细胞壁中Zn的分布比例无明显变化.细胞器中Zn和Cd分布都很少.Cd在皖景天根、茎和叶内主要以氯化钠提取态和水提取态存在,Zn在皖景天根、茎和叶内以多种化学形态存在.     

铅在茶树体内的分布及化学形态特征

采用水培试验,结合亚细胞组分分离和化学形态提取技术,研究了茶树品种龙井43和迎霜不同器官的Pb含量,及其在根系亚细胞中的分布和化学结合形态.结果表明： 在Pb胁迫下,两个品种茶树根系的形态特征不同;龙井43新叶中Pb含量随营养液Pb浓度的提高显著增加,而迎霜的变化不显著.两个品种茶树根系亚细胞中Pb的含量分布及结合形态均存在差异,低浓度Pb处理下, 龙井43根亚细胞组分（除可溶物质外）中Pb含量均低于迎霜;而高浓度Pb处理下,龙井43根亚细胞组分（除细胞壁外）中Pb含量均高于迎霜;龙井43根中醋酸(HAc)提取态的Pb含量比例最高,其他化学形态的高低顺序为NaCl提取态>HCl提取态/H₂O提取态>乙醇提取态;而迎霜根中NaCl提取态Pb成分比例最高,其他化学形态的高低顺序为HAc提取态>HCl提取态/H₂O提取态>乙醇提取态.迎霜对Pb毒害的耐受能力强于龙井43.     

农作物体内铅,镉,铜的化学形态研究

本文报道了农作物体内重金属存在的化学形态。用逐步提取法分析了生长在污染土壤上的水稻、小麦的根与叶。结果表明,在两种作物中,根部的铅以活性较低的醋酸可提取态与盐酸可提取态占优势,而叶中的铅以盐酸可提取态占优势。不论根部或叶部,在各种形态镉中,以氯化钠可提取镉所占比例较高,作用较重要。作物体内的铜活性较强,根部以乙醇可提取态占优势,叶中以水提取态占优势。各种结合形态的重金属迁移能力、毒性效应有显著差异。作物体内重金属化学形态特征与其表观毒性效应有密切联系。     

镉胁迫对旱柳光合作用和内肽酶变化的影响

通过水培方法,添加不同浓度CdCl2(0、5、25、50 μmol·L^-1)处理14 d,测定叶绿素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性、游离氨基酸含量及内肽酶活性,调查Cd对旱柳光合作用和内肽酶变化活性影响。结果发现：Cd处理降低了总叶绿素、叶绿素a、b含量; Rubisco活性随着介质中Cd浓度增加而降低;Cd抑制根和叶PEPC活性;同对照相比,根中游离氨基酸含量没有显著变化,而叶中游离氨基酸含量增加;不同浓度Cd处理降低根的内肽酶活性,高浓度Cd使叶内肽酶活力增加。这些结果表明,Cd通过降低叶绿素含量,促进叶内肽酶活性和抑制了CO₂羧化酶活性来影响旱柳光合作用。     

Cd、Zn及其交互作用对互花米草中重金属的积累、亚细胞分布及化学形态的影响

通过盆栽试验,研究了Cd、Zn及其交互作用下互花米草中Cd、Zn的含量及积累量,并分析了Cd、Zn在互花米草中的亚细胞分布及化学形态。结果表明：Cd-Zn处理组互花米草地上部及根部Cd含量显著高于Cd处理组;Cd-Zn处理组根部Zn含量显著低于Zn处理组,但地上部差异不显著,说明Zn促进Cd的吸收,Cd抑制Zn的吸收。Cd-Zn处理组互花米草地上部Cd积累量显著高于Cd处理组,但是根部Cd积累量却显著低于Cd处理组;Zn处理组地上部及根部Zn积累量均显著高于对照组及Cd-Zn处理组。Cd单因素胁迫下,Cd主要分布在细胞壁,Cd-Zn交互作用下,Cd在胞液中的分配比例高于其他细胞组分;Zn单因素及Cd-Zn交互作用下,Zn在胞液中的分配比例均较高,总的分配比例呈现以下趋势：胞液>细胞壁>细胞器,说明Zn的添加影响了Cd的亚细胞分布,Cd的出现对Zn在互花米草细胞中的分布影响不明显。Cd和Zn在互花米草叶中主要以氯化钠提取态存在,表明互花米草中Cd和Zn多以果胶酸盐结合态或蛋白质结合态存在。     

外源NO对盐胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢、多胺含量和光合作用的影响

采用溶液培养法研究了外源一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢、多胺含量和光合作用的影响。结果表明,50 μmol·L^-1 SNP显著提高盐胁迫下黑麦草幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及谷胱甘肽(GSH)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)含量和(Spm+Spd)/Put比值,降低了腐胺(Put)、超氧阴离子(O^—·₂)、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量,使幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)升高,胞间CO₂浓度(C_i)下降,相对生长量增加。叶绿素荧光动力学资料显示,SNP处理降低盐胁迫下黑麦草叶片的初始荧光(F₀),表明它对光合膜系统具有保护效应。SNP处理不仅提高了盐胁迫下叶片的最大荧光(F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F₀)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),而且提高了PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(q_P)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR),降低了非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和天线热耗散(D),而1 mmol·L^-1 NO清除剂PTIO和0.5 μmol·L^-1 NaNO₂处理(对照)则无此效应。由此表明,外源NO可能通过提高植株的抗氧化能力及光能的捕获与转换而增强盐胁迫下黑麦草叶片的光合能力,从而缓解盐胁迫对幼苗生长的抑制作用。     

臭氧对水稻根系活力、可溶性蛋白含量与抗氧化系统的影响

采用旋转布气法开顶式气室 (Open top chambers, OTCs) 装置, 研究4种臭氧 (O3) 浓度水平 (过滤大气, O3浓度20nl·L-1;环境大气, O3浓度40nl·L-1;中等O3浓度处理, O3浓度为75nl·L-1;高浓度处理, O3浓度为150nl·L-1) 下水稻 (Oryzasativa) 根系中根系活力、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化程度与抗氧化系统的变化差异。主要结果表明与过滤大气处理相比, O3浓度升高 (75和150nl·L-1) 使植株根系活力显著降低, 根系大幅度、过早地衰退;根系可溶性蛋白质含量显著下降;根系MDA含量显著升高, 膜脂过氧化程度加剧;SOD活性呈先升高后下降的变化趋势根系中H2O2含量大幅度显著上升, 并随着O3处理浓度升高和暴露时间延长变化幅度增大;CAT与POD活性则表现出升高趋势, 但处理后期升高幅度略微降低;整个处理期间根系ASA含量无显著变化。环境大气处理与过滤大气处理植株各个指标变化趋势基本一致并略微下降, 随着处理时间延长根系活力与蛋白质含量出现显著下降, 其他指标无显著差异。试验结果表明O3浓度升高会对植物地下部分根系产生影响;随着O3胁迫时间的延长, 植物将面临着缺乏强有力的根系生理代谢活力支持。     

马铃薯杂种F1无性株系的ISSR鉴定

为给马铃薯新品种选育提供可靠材料,采用ISSR分子标记对2个马铃薯杂交组合‘J07-4’ב陇薯6号’和‘J07-6’ב陇薯6号’杂交种F₁无性繁殖株系的真实性进行了鉴定。结果从152个ISSR引物中筛选出适于‘J07-4’ב陇薯6号’杂种F₁ 5个无性株系鉴定的3个ISSR引物AF18550、AW75511和AW20617及‘J07 6’ב陇薯6号’杂种F₁ 7个无性株系鉴定的2个ISSR引物AW20607和AF18549;以子代中含有父本特征带为主要依据,鉴定出杂种F₁共12个无性繁殖株系均为真实的杂交种,并建立了杂种F₁不同无性株系间的ISSR指纹图。表明ISSR分子标记技术用于马铃薯杂种F₁无性株系鉴定是可行的。     

外源NO对盐胁迫下黑麦草幼苗根生长抑制和氧化损伤的缓解效应

研究了外源一氧化氮(nitric oxide, NO)对盐胁迫下黑麦草幼苗根生长和氧化损伤的影响。结果表明,5~100 μmol·L^-1的NO供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)处理显著减轻100mmol·L^-1 NaCl胁迫对黑麦草幼苗根生长的抑制效应,其中50 μmol·L^-1的SNP效果最明显,150 μmol·L^-1以上的SNP处理则抑制根的生长。50 μmol·L^-1 SNP处理提高了100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下黑麦草幼苗根组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)及液泡膜上H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺焦磷酸酶(H⁺-PPase)的活性,使谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(ASA)和脯氨酸含量及K⁺/Na⁺、(Spd+Spm)/Put比值和根干物质积累量增加,超氧阴离子(O^-₂)、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量降低,而1mmol·L^-1NO清除剂PTIO和1 μmol·L^-1 NaNO₂处理(对照)的效果则不明显。由此推断,NO通过提高根组织的抗氧化和渗透调节能力,促进根系对K⁺的选择性吸收及Put向Spd和Spm的转化,降低Na⁺的吸收并加强在液泡中的区隔化缓解盐胁迫对黑麦草幼苗根生长的抑制和膜脂过氧化损伤。     

硝普钠缓解镧引起的黑麦草幼苗生长抑制和根系氧化损伤

采用水培方法,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对300 μmol·L^-1 LaCl₃胁迫下黑麦草幼苗生长和根系活性氧代谢的影响。结果表明：在LaCl₃胁迫下,喷施50 μmol·L^-1 SNP能够抑制镧（La）从黑麦草根系向地上部的转运,缓解La对幼苗生长的抑制作用;提高幼苗根系超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,降低过氧化物酶活性及谷胱甘肽、脯氨酸、H₂O₂、丙二醛含量、超氧阴离子产生速率和质膜相对透性,对过氧化氢酶活性和抗坏血酸含量无显著影响。表明NO可通过活性氧代谢的调节,缓解高浓度La胁迫对黑麦草幼苗生长的抑制作用。     

Effects of Nitrogen Nutrition on Photosynthesis in Cd-treated Sunflower Plants

Increased nitrogen supply stimulates plant growth and photosynthesis.Since it was shown that heavy metals may cause deficienciesof essential nutrients in plants the potential reversal of cadmiumtoxicity by increased N nutrition was investigated. The effectson photosynthesis of low Cd (0, 0.5, 2 or 5 mmol m^-3) combinedwith three N treatments (2, 7.5 or 10 mol m^-3) were examinedin young sunflower plants. Chlorophyll fluorescence quenchingparameters were determined at ambient CO₂and at 100 or 800 µmolquanta m^-2 s^-1. The vitality index (R_fd) decreased approx. three-timesin response to 5 mmol m^-3Cd, at 2 and 10 mol m^-3N. The maximumphotochemical efficiency of PSII reaction centres (F_v/ F_m) wasnot influenced by Cd or N treatment. The highest Cd concentrationdecreased quantum efficiency of PSII electron transport (_II)by 30%, at 2 and 10 mol m^-3N, mostly due to increased closureof PSII reaction centres (q_P). Photosynthetic oxygen evolutionrates at saturating CO₂were decreased in plants treated with5 mmol m^-3Cd, at all N concentrations. The results indicatethat Cd treatment affected the ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP)regeneration capacity of the Calvin cycle more than other processes.At the same time, the amounts of soluble and ribulose-1,5-bisphosphatecarboxylase/oxygenase (Rubisco) protein increased with Cd treatment.Decreased photosynthesis, but substantially increased Rubiscocontent, in sunflower leaves under Cd stress indicate that asignificant amount of Rubisco protein is not active in photosynthesisand could have another function. It is shown that optimal nitrogennutrition decreases the inhibitory effects of Cd in young sunflowerplants. Copyright 2000 Annals of Botany Company Helianthus annuus L., cadmium, nitrogen, photosynthesis, Rubisco, sunflower     

Cr6+对菹草叶绿素荧光参数、抗氧化系统和超微结构的胁迫影响

研究了不同浓度的Cr⁶⁺(0、1、10、30、50 mg·L^-1)对菹草叶片叶绿素、叶绿素荧光参数、抗氧化系统、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化产物、可溶性糖含量、超氧阴离子(O₂^—·)产生以及细胞超微结构的胁迫影响。结果表明,随着Cr⁶⁺浓度的增加,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a/b均呈下降趋势,F_o先升后降,F_v/F_m、F_m及F_v/F_o均逐渐降低;可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量先升后降,抗坏血酸(AsA)含量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐下降,而过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升后降趋势; O₂^—·产生速率、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量均表现先降后升趋势;电镜观察发现：随着Cr⁶⁺浓度的增加,对细胞超微结构的损伤也加剧,表现为叶绿体膨胀,被膜破裂,类囊体片层解体;线粒体嵴数目减少,呈空泡状。可见,Cr⁶⁺破坏了菹草正常生理活动的结构基础,造成菹草生理功能紊乱。