厚壳贻贝抗氧化酶活性和脂质过氧化物含量对Cd和Aroclor 1254胁迫的响应

以厚壳贻贝(Mytilus coruscus)为目标生物,研究了不同浓度Cd2+(0.194、0.388、0.775 mg·L-1)、Aroclor 1254(0.005、0.01、0.05 mg·L-1)单一和复合胁迫对其消化盲囊抗氧化酶活性及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)单一和复合胁迫均可导致厚壳贻贝抗氧化酶的活性先升高后抑制。高浓度组(0.775 mg·L-1Cd2+、0.05mg·L-1Aroclor 1254)在单一胁迫第1天时,抗氧化酶的活性即达峰值。抗氧化酶活性的下降幅度和速率与胁迫物质作用时间和浓度呈正相关。(2)SOD、GSH-Px对胁迫的敏感性高于CAT。(3)各胁迫处理组MDA含量随胁迫时间延长均显著升高(P0.01)。单一胁迫的效应与剂量和时间呈正相关。(4)复合胁迫的效应强于单一胁迫。推测高于环境水平的Cd2+、Aroclor 1254对厚壳贻贝可产生明显氧化胁迫,抗氧化防御系统可以作为海洋环境重金属-有机物复合污染监测的潜在生物标志物。     

NaCl胁迫对玉米根质膜H^＋分泌和氧化还原系统的影响

玉米(Zea mays L.)根相对伸长速率(RER)、质膜H~ 分泌速率和Fe(CN)_6~(3-)还原速率均随NaCl浓度的增加而下降。随着胁迫时间的延长,H~ 分泌速率又有不同程度恢复,Fe(CN)_6~(3-)还原速率则随胁迫时间的延长而下降。NaCl胁迫时间在12h前,随着NaCl浓度的增加NADH的氧化速率也增加,超过12h明显下降。在同一NaCl浓度下,NADH氧化速率随胁迫时间的延长而下降。统计结果表明,盐胁迫下BER与H~ 分泌速率的相关系数为0.9998。所以,盐胁迫对根伸长生长的抑制可能与质膜H~ -ATPase和氧化还原系统等H~ 分泌过程的抑制有关。     

外源蔗糖和Ca2+对荞麦幼苗耐盐性的影响

以盐敏感荞麦品种‘TQ-0808’为实验材料,在100mmol·L-1NaCl胁迫下研究添加不同浓度蔗糖和Ca2+处理对荞麦幼苗耐盐性的影响。不同浓度的外源蔗糖和Ca2+处理均能明显降低盐胁迫下荞麦叶片的质膜透性和丙二醛(MDA)含量,明显增加荞麦叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及净光合速率,且外源Ca2+处理的增加效果明显好于外源蔗糖处理。说明外源蔗糖和Ca2+处理能明显改善盐胁迫下荞麦幼苗的耐盐性,对盐胁迫具有较好的缓解作用,外源蔗糖和Ca2+处理的最适浓度分别为6mmol·L-1和20mmol·L-1。     

外源Ca2+浸种对Cd2+胁迫下红三叶种子萌发和幼苗生长及其生化特性的影响

用不同浓度Ca2 溶液浸种处理红三叶种子后、用0.1 mmol·L-1Cd2 溶液培养,探讨外源Ca2 对Cd2 胁迫下红三叶种子萌发、幼苗生长及其保护酶活性和子叶叶绿素含量的影响.结果显示:(1)0.1 mmol·L-1Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 胁迫的影响,可使红三叶种子发芽势、发芽指数及活力指数显著升高,全苗长、胚根长和胚根/胚芽显著增加(分别增加21.38%、44.06%和38.63%),并显著提高叶绿素含量(14.59%);(2)0.11、.0 mmol·L-1Ca2 浸种预处理均能显著提高Cd2 胁迫下红三叶幼苗子叶SOD活性(43.17%、218.95%)和POD活性(34.00%、14.28%),并显著降低其CAT活性(17.43%、29.19%)和MDA含量(21.92%、24.51%).结果表明,0.1mmol·L-1外源Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 (0.1 mmol·L-1)胁迫对红三叶种子萌发及幼苗生长及其保护酶活性的抑制作用,可明显提高红三叶幼苗对Cd2 胁迫的抵抗能力,缓解效果最优.     

外源亚精胺对Hg2+胁迫下凤眼莲抗氧化系统的影响

通过Hoagland溶液培养实验,研究了外源亚精胺(Spd)(0.1 mmol?L-1)对Hg2+(0、10、20、30和40μmol?L-1)胁迫下凤眼莲叶片细胞内叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及抗氧化系统的调节作用.结果显示,(1)随Hg2+处理浓度的升高,各处理凤眼莲叶片叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)含量均先升后降,并均在10μmol?L-1时达到最高值,但外源Spd处理组显著高于相应对照.(2)各处理凤眼莲叶片可溶性蛋白含量随Hg2+处理浓度的升高也呈先升后降趋势,而可溶性糖含量则呈持续上升趋势,但外源Spd处理亦明显高于相应对照.(3)随Hg2+处理浓度的升高,抗氧化物质AsA和GSH含量及抗氧化酶SOD、CAT、POD、APX及GR活性也均呈先升后降的变化趋势,而外源Spd处理植株的含量和活性均显著高于相应对照.(4)各处理凤眼莲叶片的H2O2、MDA含量及O2?-产生速率随Hg2+处理浓度的升高均持续上升,但在外源Spd处理后均比对照组下降.研究表明,Hg2+胁迫使凤眼莲生长受到严重伤害,外源Spd可大幅度地提高其抗氧化物质含量和保护酶活性,从而增强凤眼莲抗Hg2+胁迫的能力.     

NaCl对小麦根质膜NADPH氧化酶活性的影响

以小麦‘陇春20’为实验材料,用两相法分离根质膜微囊,研究NaCl处理对质膜NADPH氧化酶活性的影响。结果显示:(1)温和胶中酶活性条带的出现依赖于NADPH和Ca2 ,DPI(NADPH氧化酶抑制剂)完全抑制酶活性条带的出现;与0.2%的浓度相比,0.5%和1%的去垢剂TritonX-100或Chapso增溶质膜微囊明显减弱酶活性条带,表明高浓度的去垢剂抑制小麦根质膜NADPH氧化酶活性;(2)与对照相比,NaCl处理明显增强NADPH氧化酶活性温和胶染色出现的酶带;进一步研究发现,未处理质膜微囊超氧阴离子(O2.-)的产生只有7.55 nmol.mg-1protein.min-1,而100 mmol/L NaCl处理的质膜微囊O2.-的产生为13.63 nmol.mg-1protein.min-1。结果表明:质膜蛋白温和胶活性染色出现的酶带可能是小麦根质膜NADPH氧化酶,NaCl处理增强小麦根质膜NADPH氧化酶的活性。     

渗透调节对低温伤害敏感大豆种子质膜氧化还原活性的影响

选用对吸胀冷害敏感的大豆[Glycine max(L.)Merr.]品种"黑河23"种子为试材,研究了渗透调节增强大豆种子活力过程中种子质膜氧化还原活性的变化.结果表明,大豆种子活力指数与种子质膜氧化还原活性呈正相关.与对照相比,渗控12 h显著提高大豆种子活力,表现在发芽指数、活力指数和TF生成量的提高,种子质膜NADH和NADPH氧化速率及Fe(CN)63-和EDTA-Fe3 还原速率明显上升;随着引发时间的延长,种子活力上升变缓,种子质膜NADH和NADPH氧化速率及Fe(CN)63-还原速率上升速度变慢,EDTA-Fe3 的还原速率在渗控24 h后开始下降,但渗控72 h仍高于对照.     

香蒲对不同浓度Pb~(2+)胁迫的生理应答及其细胞超微结构变化

通过室内水培试验,研究了不同浓度Pb2+(0、0.25、0.50、1.00和2.00mmol·L-1)胁迫对东方香蒲根和叶中Pb含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性以及亚细胞结构的影响。结果显示:(1)随着外源Pb2+浓度的增加,Pb在香蒲根和叶中的积累量均显著高于对照,且Pb在根中的含量明显高于叶中,并与外源Pb2+浓度呈显著正相关关系。(2)香蒲叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量随着外源Pb2+浓度的增加呈先升后降趋势,均在处理浓度为0.50mmol·L-1时达到峰值。(3)胁迫处理叶片的MDA含量与对照相比变化不显著,但根中MDA含量呈显著下降趋势。(4)叶片中SOD活性在1.00mmol·L-1 Pb2+处理时达到峰值,然后下降,但始终高于对照,CAT和POD活性则均低于对照组;根中SOD活性除1.00mmol·L-1 Pb2+处理组外均显著低于对照组,CAT和POD活性分别在0.25和0.50mmol·L-1 Pb2+处理时达到峰值,然后随处理Pb2+浓度升高而下降。(5)电镜观察发现,Pb2+胁迫使香蒲叶细胞中叶绿体被膜破裂,类囊体膨胀、破损;根和叶细胞中的线粒体被膜均破裂、内腔空泡化,细胞核核膜破损、核仁消失、染色质凝集。研究表明,Pb2+胁迫致使东方香蒲根、叶生理代谢失衡,亚细胞结构出现不可逆的损伤,这为从分子水平研究Pb2+作用的具体机理以及香蒲在重金属污染修复中的应用提供了依据。     

外源H2O2对水稻幼苗抗寒性的调节作用

在常温下用不同浓度的外源H2O2(0～20 mmol·L-1)预处理水稻幼苗,再进行12 h 6℃低温胁迫,根据幼苗相对含水量和质膜相对透性筛选最佳外源H2O2处理浓度,并分析最佳外源H2O2浓度下幼苗的渗透调节物质和活性氧相关指标的变化.结果表明:(1)0～8 mmol·L-1 H2O2预处理可以增加水稻幼苗的相对含水量,降低其质膜相对透性,并以4 mmol·L-1 H2O2的效果最佳.(2)低温胁迫后,与对照组相比,4 mmol·L-1外源H2O2预处理降低了水稻幼苗萎蔫程度,并使其总呼吸速率、交替途径容量都有增加,同时还抑制了丙二醛的含量,增加了可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸的含量.(3)外源H2O2预处理对水稻幼苗的内源H2O2含量以及O(-)/(·)2产生速率没有显著影响.研究发现,外源H2O2可以通过提高呼吸速率、降低脂质过氧化程度、增加碳氮代谢来有效增强水稻幼苗的抗寒性,它可能以一种独立于内源活性氧系统之外的方式发挥作用.     

水稻幼苗根对羧基化多壁碳纳米管复合镉胁迫的生长生理响应

为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)复合镉(Cd)胁迫对植物生长生理的影响,采用液体培养方法,以水稻(Oryza sativa L.)为受试作物,测定了0~12.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH、10μmol·L-1Cd单一和复合处理水稻幼苗21天后根生长、氧化损伤、抗氧化酶活性及根中Cd含量的变化。结果表明:(1)MWCNTs-COOH单一处理,根长、根鲜重均低于对照,并表现出先升高后降低的趋势,当其浓度达到12.0 mg·L^-1时,较对照分别下降了9.3%和15.2%,且低于10μmol·L^-1Cd单一处理;而复合处理组水稻幼苗根长、根鲜重、干重皆低于对应的单一处理;(2)MWCNTs-COOH单一胁迫下,水稻根的超氧自由基(O2-·)明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性升高,3.0和6.0mg·L^-1MWCNTs-COOH处理下,SOD、POD活性最高;(3)MWCNTs-COOH复合Cd胁迫下,水稻根的SOD、POD活性大均低于单一处理组,而丙二醛(MDA)及羰基化蛋白含量均显著高于单一处理;(4)MWCNTs-COOH复合Cd后,水稻幼苗根尖细胞死亡加剧,其中,10μmol·L-1Cd与12.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH复合处理的根尖根冠区细胞伊文斯蓝染色最深;(5)1.5~6.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH复合Cd处理水稻幼苗后,其根中Cd含量呈上升趋势,且在6.0 mg·L^-1浓度处理时达到最大值303.30μg·g-1;高浓度MWCNTs-COOH及其与Cd的复合均对水稻根产生毒性效应。     

发状念珠蓝细菌细胞对Cu2+、Cr2+和Pb2+胁迫的响应

[目的] 对发状念珠蓝细菌细胞进行重金属离子Cu2+(CuSO4)、Cr2+(CrCl2)和Pb2+(PbCl2)胁迫,探讨发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[方法] 25℃,80 μmol/(m·s)光照下,BG11培养液培养发状念珠蓝细菌,利用不同浓度(0、0.1、1.0、10、100 mg/L) Cu2+、Cr2+和pb2+胁迫发状念珠蓝细菌细胞,测定其质膜透性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及海藻糖含量,分析发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[结果] 在Cu2、Cr2和pb2胁迫下,发状念珠蓝细菌细胞的外渗率和丙二醛(malondialdehyde)含量随着重金属离子浓度的升高而升高,相对渗透率和膜脂过氧化水平的变化趋势一致.超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)活性随重金属离子浓度的升高先升后降,脯氨酸含量随着重金属离子处理浓度的升高,呈先降后升的趋势,可溶性糖含量随浓度的增大而减少.[结论] 低浓度的重金属离子可以诱导发状念珠蓝细菌细胞产生结构和生理的应激响应,高浓度会导致发状念珠蓝细菌细胞膜结构和功能的严重损害.     

The Ca 2+ pumps and the Na + / Ca 2+ exchangers

The Ca 2+ ATPases or Ca 2+ pumps transport Ca 2+ ions out of the cytosol, by using the energy stored in ATP. The Na + / Ca 2+ exchanger uses the chemical energy of the Na + gradient (the Na + concentration is much higher outside than inside the cell) to remove Ca 2+ from the cytosol. Ca 2+ pumps are found in the plasma membrane and in the endoplasmic reticulum of the cells. The pumps are probably present in the membrane of other organelles, but little experimental information is available on this matter. The Na + / Ca 2+ exchangers are located on the plasma membrane. A Na + / Ca 2+ exchanger was found in the mitochondria, but very little is known on its structure and sequence. These transporters control the Ca 2+ concentration in the cytosol and are vital to prevent Ca 2+ overload of the cells. Their activity is controlled by different mechanisms, that are still under investigation. A number of the possible isoforms for both types of proteins has been detected.© Kluwer Academic Publishers     

不同污染负荷土壤中镉和铅的吸附－解吸行为

采用一次平衡法,对3种不同污染负荷土壤Cd2 和Pb2 的吸附-解吸行为进行了比较.结果表明,低污染负荷土壤对Cd2 和Pb2 的吸附能力高于高污染负荷土壤.3种土壤对Cd2 的吸附等温线与Freundlich方程有较好的拟合性,Pb2 的等温吸附过程可用Langmuir方程与Freundlich方程来描述.双常数方程是描述这3种不同污染负荷土壤中Cd2 和Pb2 吸附动力学行为的最优模型,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Pb2 的解吸滞后现象较Cd2 明显.高污染负荷土壤的吸附态Cd2 、Pb2 解吸率高于低污染负荷土壤,Cd2 、Pb2 解吸量与其初始吸附量之间的关系符合二次幂方程.3种土壤Cd2 、Pb2 的解吸速率随重金属初始浓度的增加而增加,随解吸时间的延长而降低.     

Cu2+和Zn2+对普通小麦幼苗生长的影响

Zn^2＋在植物体中参与生长素的合成和某些酶系统的活动;Cu^2＋在催化氧化还原反应中起作用,是植物体内多种氧化酶的组成部分,与光合作用密切相关,在脂肪代谢、蛋白质分解中有一定的作用。当植物体内Cu^2＋和Zn^2＋含量超过一定浓度时对细胞有较大的毒害,危害植物的生长和发育,并可经食物链富集危害人的健康。本文研究了相同浓度的Cu^2＋和Zn^2＋对普通小麦幼苗生理生化特征的影响,以期为防止金属离子污染和培育抗性品种提供参考数据。     

Hg2+和Cd2+胁迫对满江红生理和细胞超微结构的影响

研究了在梯度浓度Hg2+和Cd2+胁迫下,满江红(Azolla imbricata (Roxb.) Nakai)的叶绿素含量、叶绿素a/b比值、光合放氧速率、呼吸速率、抗氧化酶系(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD))和细胞超微结构受Hg2+和Cd2+的毒害影响.结果显示:随着胁迫程度的增大,叶绿素含量、叶绿素a/b比值、光合放氧速率明显下降,呼吸速率均在2 mg/L浓度下达到峰值,尔后下降; SOD、CAT、POD的活性均出现不同程度的应激性升高(除POD在Cd2+处理时下降),尔后下降.电镜观察发现,随着污染物浓度的增加和胁迫时间的延长,叶绿体出现膨大、破损和解体;线粒体嵴突膨胀和线粒体变形及空泡化;核染色质凝集,核仁消失,核膜破裂.实验结果表明: Hg2+和Cd2+污染不仅损害植物的生理活性,而且也破坏细胞的超微结构,最终导致植物死亡;随着Hg2+和Cd2+胁迫的增大,细胞超微结构的损伤程度和植物的生理变化是同步的;植物受毒害的程度表现出明显的剂量效应关系;在同一处理时间和浓度下,Cd2+对满江红的毒性大于Hg2+.Hg2+对满江红的致死浓度为3.5～4.0 mg/L,Cd2+为3.0～3.5 mg/L.对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae Strasburger)细胞的超微结构变化观察表明,满江红鱼腥藻对Hg2+和Cd2+的耐受性明显高于满江红.     

Pb2+、Cd2+对3种水生动物致毒效应影响的比较研究

在特定时间（12、24、48、72h）内,研究了Pb^2＋和Cd^2＋对草履虫（Paramecium caudatum）、三角涡虫（Dugesia japonica）和中华圆田螺（Cipangopaludia viviparrus）3种水生动物的单一和联合毒性效应.结果表明：在同等条件下,Cd^2＋对三者的致毒效应都明显强于Pb^2＋;3种动物中,草履虫最敏感,而圆田螺耐受能力最强;随单一毒物浓度的增大以及暴露时间的延长,两者的致毒效应都显著增大,表现出明显的浓度—效应和时间—效应关系;二者复合作用时,对3种动物的致毒效应主要表现为与二组分的浓度比例有关.复合致毒效应也表现出了明显的浓度—效应关系,并且浓度和暴露时间的交互作用对3种水生动物毒性都有显著的影响.     

Cd2+和Pb2+污染对拟寡水螅形态损伤的扫描电镜观察

运用扫描电镜技术对不同浓度梯度的Pb2 和Cd2 重金属离子处理下的拟寡水螅(Hydrapseudoligactis)形态学变化进行了观察。结果表明:水螅形态变化主要表现为与Pb2 和Cd2 浓度、水螅世代数目以及离子种类的相关性。与空白对照相比,处理组在Cd2 ≥0.04mg.L-1,Pb2 ≥0.25mg.L-1浓度下时,随着培养世代数目的增加,水螅体表逐渐发生一些不可逆的变化,皮层腐蚀,结构裂解;体壁胚层结构模糊,组织松散,刺丝囊肿胀裸露甚至破裂;上皮肌肉细胞、间细胞、刺细胞等数目减少并变形。同时,Cd2 处理组对其形态学的损伤和致畸作用均明显强于相对应世代数的Pb2 处理组。     

Spectroscopic determination of sarcoplasmic reticulum Ca2+ uptake and Ca2+ release

In this report we describe the application of spectroscopic methods to the study of Ca2+ release by isolated native sarcoplasmic reticulum (SR) membranes from rabbit skeletal muscle. To date, dual-wavelength spectroscopy of arsenazo III and antipyrylazo III difference absorbance have been the most common spectroscopic methods for the assay of SR Ca2+ transport. The utility of these methods is the ability to manipulate intraluminal Ca2+ loading of SR vesicles. These methods have also been useful for studying the effect of both agonists and antagonists upon SR Ca2+ release and Ca2+ uptake. In this study, we have developed the application of Calcium Green-2, a long-wavelength excitable fluorescent indicator, for the study of SR Ca2+ uptake and release. With this method we demonstrate how ryanodine receptor Ca2+ channel opening and closing is regulated in a complex manner by the relative distribution of Ca2+ between extraluminal and intraluminal Ca2+ compartments. Intraluminal Ca2+ is shown to be a key regulator of Ca2+ channel opening. However, these methods also reveal that the intraluminal Ca2+ threshold for Ca2+-induced Ca2+ release varies as a function of extraluminal Ca2+ concentration. The ability to study how the relative distribution of a finite pool of Ca2+ across the SR membrane influences Ca2+ uptake and Ca2+ release may be useful for understanding how the ryanodine receptor is regulated, in vivo.     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物,已证明具选择地影响神经递质释放,有效地对抗肉毒中毒,促进细胞分化、凋亡,抑制肿瘤增殖,抑制昆虫发育和取食,影响K 、Ca2 通道活动等多种生物效应.综述了证明川楝素抑制多种K 通道,选择地易化L型Ca2 通道和进而升高胞内Ca 浓度的研究资料,并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

Interaction of Sr2+ with Ca2+-induced Ca2+ release in mitochondria

Respiring rat liver mitochondria are known to spontaneously release the Ca²⁺ taken up when they have accumulated Ca²⁺ over a certain threshold, while Sr²⁺ and Mn²⁺ are well tolerated and retained. We have studied the interaction of Sr²⁺ with Ca²⁺ release. When Sr²⁺ was added to respiring mitochondria simultaneously with or soon after the addition of Ca²⁺, the release was potently inhibited or reversed. On the other hand, when Sr²⁺ was added before Ca²⁺, the release was stimulated. Ca²⁺-induced mitochondrial damage and release of accumulated Ca²⁺ is generally believed to be due to activation of mitochondrial phospholipase A (EC 3.1.1.4.) by Ca²⁺. However, isolated mitochondrial phospholipase A activity was little if at all inhibited by Sr²⁺. The Ca²⁺ -release may thus be triggered by some Ca²⁺ -dependent function other than phospholipase.