外源亚精胺可缓解荇菜镉毒害

研究了外施浓度为0．01mmol·L^-1的亚精胺（Spd）对不同浓度镉（Cd2＋）胁迫下荇菜（Nymphoides peltatum）叶片的叶绿体结构、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧阴离子（O2）产生速率和丙二醛（MDA）含量,以及保护酶——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明,（1）Cd2＋胁迫可使荇菜细胞的叶绿体结构遭到破坏,叶绿素含量减少。外施Spd则可有效地保护叶绿体结构,减少叶绿素的流失。（2）在单一Cd2＋处理条件下,随着Cd2＋浓度的升高,叶绿素含量呈现先升后降的趋势,可溶性蛋白含量则逐渐下降。外源Spd处理显著提高了二者的含量,并延缓了它们的下降速度。（3）在单一Cd^2＋处理条件下,SOD、POD和CAT活性分别在Cd2＋浓度为1、1和2mg·L1时达到最高值,而后随着Cd^2＋浓度的增加其活性逐渐下降。外施Spd使它们的活性分别提高了5．8％、37．5％和3．3％,并降低了O2^-产生速率和MDA的含量。上述结果表明,Spd增强了荇菜对Cd^2＋毒害的抗性,并在一定程度上缓解了Cd^2＋对荇菜的毒害。     

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.     

Cu2+对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu²⁺处理浓度(0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol.L^-1)对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明:随着Cu²⁺浓度的增加:(1)叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;(2)活性氧(AOS)产生速率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性逐渐升高;超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;(3)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。以上结果表明,本试验过量Cu²⁺的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。     

大气臭氧浓度升高对水稻叶片膜脂过氧化及保护酶活性的影响

采用开顶式气室（open top chambers,OTCs）装置,以水稻品种“3694繁”(Oryza sativa L.)为材料,研究3种处理：过滤大气（CF,O₃浓度约为20 nl·L^-1）、环境大气（NF,O₃浓度约为40 nl·L^-1）和高浓度O₃（EO,O₃浓度约为75 nl·L^-1）下叶片可溶性蛋白质含量、膜脂过氧化程度与主要保护酶活性的变化.结果表明：过滤大气与环境大气处理之间各个指标无显著差异.与CF处理相比,高浓度O₃处理条件下水稻叶片中可溶性蛋白含量显著下降,而过氧化氢（H₂O₂）和抗坏血酸（ASA）含量显著增加;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性升高,最大升高幅度分别为93.7%、39.9%和312.4%;抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性呈先升高后下降趋势; 不同O₃处理条件下叶片中丙二醛（MDA)含量无显著变化.表明抗氧化系统可有效抑制水稻叶片中的O₃胁迫引起的膜质过氧化作用,说明水稻品种“3694繁”对O₃胁迫有一定抗性.     

慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)对环境镉胁迫因子的应答

主要研究了水环境中Cd²⁺污染对慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)根的毒害影响。结果表明:在Cd²⁺胁迫下,慈姑根出现不同程度的褐变、发黑,生长受到限制;叶和根尖细胞超微结构受损,叶绿体膨大、类囊体排列紊乱、线粒体嵴减少、空泡化、染色质凝集等;根尖细胞在扫描电镜下呈细胞壁增厚、细胞形状扭曲和排列不规则现象。能谱分析结果表明随外界Cd²⁺浓度增大,单个慈姑根尖中的Cd²⁺含量升高,其他营养元素的吸收受到不同程度的影响。Cd²⁺对慈姑的毒害有明显的剂量效应和时间效应。     

镉胁迫对大弹涂鱼肝脏黄螵呤氧化酶和抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度镉离子对大弹涂鱼肝脏黄嘌呤氧化酶（XOD）、抗氧化酶（超氧化物岐化酶SOD、过氧化氢酶CAT）活性和丙二醛（MDA）含量的影响,以探讨其用于污染暴露的生物标记的可行性.结果表明,低浓度Cd²⁺（0.05 mg·L^-1）暴露使大弹涂鱼肝脏XOD和SOD活性随时间延长升高,第10天达到最大值,中高浓度暴露（0.5 和5 mg·L^-1 Cd²⁺）XOD和SOD活性显著或极显著升高;低和高浓度镉胁迫处理的CAT活性在12 h显著降低,随时间的延长低浓度组CAT活性恢复正常,高浓度组在第7天降到最低值, 并在恢复期的5 d中高浓度组CAT活性却极显著升高;低和中浓度镉胁迫处理的MDA含量12 h极显著升高,而高浓度却极显著下降,随时间延长低浓度恢复正常, 中浓度先上升后下降并到第5天达到最大值,而中高浓度在恢复5 d后MDA含量都极显著降低.     

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.     

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.     

盐胁迫对长春花幼苗生长和生物碱含量的影响

以NaCl浓度分别为0、50、100、150、200和250 mmol·L^-1的1/2 Hoagland营养液处理长春花幼苗,7 d后测定其鲜质量、干质量、丙二醛(MDA)和叶绿素含量、色氨酸脱羧酶（TDC）和过氧化物酶（POD）活性等生理指标及文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱等生物碱含量.结果表明：NaCl显著地降低长春花幼苗的鲜质量和干质量,提高MDA含量;叶绿素含量在低盐浓度(50 mmol·L^-1)下与对照相比差异不显著,在高于50 mmol·L^-1时随NaCl浓度的增加而逐渐降低;在NaCl处理下,POD活性与对照相比显著上升;TDC活性在50 mmol·L^-1 NaCl处理下活性最高,而后随盐浓度的增加逐渐降低;文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱含量都是在50 mmol·L^-1NaCl处理下最高,分别为4.61、3.56、1.19和2.95 mg·g^-1,并显著高于对照及其他处理.盐胁迫虽然在一定程度上抑制了长春花幼苗生长,但促进了其生物碱的代谢,提高了生物碱含量;50 mmol·L^-1NaCl处理对长春花吲哚生物碱代谢的促进作用最大.     

外源脯氨酸（Pro）对茶菱抗Cd2+胁迫能力的影响

以高等水生植物茶菱（Trapella sinensis Olive）为材料,研究了外施不同浓度的脯氨酸（Pro）对Cd²⁺毒害的缓解效应。结果表明,茶菱体内Pro含量在单一Cd²⁺毒害下明显增加,外施Pro后,显著降低;叶绿素和可溶性蛋白含量在单一Cd²⁺毒害下大幅下降,外施Pro后,失绿症状有所减轻;保护酶（SOD、CAT、POD）系统在单一Cd²⁺毒害下比例失调,平衡被打破,活性下降,外施Pro后,SOD、POD活性较对照升高,CAT持平,其比例维持在正常范围内;O^－₂产生速率在单一Cd²⁺毒害下大大加快,外施Pro后,其产生速率恢复正常水平;丙二醛（MDA）含量在单一Cd²⁺毒害下积累加剧,外施Pro后,积累程度有所降低。因此,外源Pro可以通过减轻叶绿素和可溶性蛋白的降解,促进蛋白合成,减缓MDA积累,降低O^－₂产生速率,增强保护酶活性来增强植物对重金属胁迫的抗性,增强植物对逆境的适应能力。本实验中Pro作用的最佳浓度范围为40~60 mg·L^-1。     

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。     

外源亚精胺对荇菜抗Hg2+胁迫能力的影响

3 mg/L的Hg2降低了叶内亚精胺(spermidine,Spd)、精胺(spermine,Spm)含量,促进了腐胺(put resci ne,Put)合成,喷施Spd可提高叶内Spd、Spm含量,对Put含量则在低浓度下使其下降、高浓度(将近1mmo1/L)下使之上升.3mg/L的Hg2 可显著降低SOD、CaT、APx活性,提高02-产生速率,导致膜脂过氧化物(MDA)过量积累,造成叶绿素、可溶性蛋白大幅度下降.而喷施Spd可减轻Hg2 处理的这些作用,喷施的最适浓度为0.1～0.5 mmol/L.     

高温胁迫下外源钙对菊花叶片光合机构与活性氧清除酶系统的影响

以切花菊品种‘神马’为材料,研究了高温胁迫下外源Ca²⁺对菊花光合系统及活性氧清除酶系统的影响,探讨了Ca²⁺可能的作用机制.结果表明：高温胁迫下外源Ca²⁺抑制了净光合速率(P_n）与实际量子效率（Φ_PSⅡ）的大幅度降低,24 h后,二者分别比对照高出31.11％与21.88％,而初始荧光（F_o）比对照降低了13.19％;Ca²⁺明显激活了高温胁迫下叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性,活性氧得到及时清除,24 h后,膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）的积累量与相对电导率（REC）分别比对照降低29.20％与35.81％,缓解了短期高温胁迫对菊花光合系统的破坏.     

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。     

Growth responses of <Emphasis Type="Italic">Sagittaria sagittifolia</Emphasis> L. plants to water contamination with cadmium

Cadmium accumulation, the relative content of different chemical forms of Cd, as well as the toxic effect of Cd on nutrient element uptake, physiological parameters, and ultrastructure of Sagittaria sagittifolia L. seedlings were determined after the seedlings were exposed to different Cd concentrations for 4 days. The results showed that S. sagittifolia had the ability to accumulate large amounts of Cd. In the root, stem, and bulb, the predominant chemical Cd forms were NaCl extractable. With an increase in the Cd²⁺ concentration, the chlorophyll content, the relative membrane penetrability (RMP) of root cells, peroxidase (POD) activity, superoxide dismutase (SOD) activity in leaves, malondiadehyde (MDA) content and the superoxide anion (O₂⁻) generation rate in roots all decreased following an initial increase. On the other hand, catalase (CAT) activity, SOD activity in roots, MDA content, and the generation rate of O₂⁻ in leaves all increased gradually. The toxic effect of Cd²⁺ was more severe on roots than on leaves at the same concentration. Cadmium affected the mineral nutrition balance; mainly, it promoted the uptake of Ca, Cu, Mn, and Fe, while inhibited Mg, Na, and K uptake. The physiological toxic effect of Cd²⁺ was close to the ultrastructural damage induced by Cd contamination. A significant correspondence was observed between the Cd dose and its toxic effect. Cadmium could destroy the normal ultrastructure, disturb the ion balance, and interfere with cell metabolism.     

Hg^2＋和Cd^2＋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Hg^2 和Cd^2 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He^2 和Cd^2 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2mg/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Cd^2 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：Hg^2 和Cd^2 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Hg^2 和Cd^2 为3.0-3.5mg/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Hg^2 和Cd^2 的耐受性明显高于满江红。     

不同海拔青海云杉与祁连圆柏叶片抗氧化系统

以祁连山寺大隆林区连续海拔梯度(2 665~3 365 m)上青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Sabina przewalskii)为材料, 测定叶片中抗氧化保护系统的变化, 探讨常绿木本植物抗氧化系统对高山极端环境的适应机制。结果显示, 祁连圆柏和青海云杉叶片中丙二醛(MDA)含量均与海拔高度呈正相关, 相同海拔上青海云杉MDA含量极显著高于祁连圆柏(p＜0.01)。随海拔升高, 两树种抗氧化保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和非酶促抗氧化剂脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(AsA)、还原性谷胱甘肽(GSH)含量均呈明显增加趋势。青海云杉叶片的AsA水平高于祁连圆柏, 但对海拔变化的敏感性较低; 祁连圆柏的GSH、Pro水平及其对海拔变化的敏感性均高于青海云杉。结果表明, 研究区青海云杉所受过氧化伤害较祁连圆柏更严重, 但两树种清除O₂^-·的能力相当而主要负责分解H₂O₂的酶种有所不同: 祁连圆柏中为POD, 青海云杉中则为CAT、APX和GR, AsA-GSH循环系统在青海云杉活性氧清除中的作用强于在祁连圆柏中, 祁连圆柏的活性氧清除物质可能以Pro为主。     

重金属递进胁迫对黑麦草初期生长的影响

通过研究Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺与Pb²⁺胁迫对黑麦草初期生长的影响,结果表明：4种重金属对种子发芽率抑制效应相对较小,尤其Cu²⁺与Zn²⁺的抑制作用最小。高浓度Cu²⁺、Cd²⁺胁迫对株高、根系长度、地上生物量的抑制作用相对较大,尤其Cu²⁺对根系生长的抑制效应最大,在300 mg·L^-1下,与对照相比,根长最高下降了 85.48%。高浓度Cd²⁺胁迫显著降低了叶绿素含量,在300 mg·L^-1时比对照降低了45.51%;与对照相比,Cu²⁺与Zn²⁺所有处理都增加了叶绿素含量。从递进胁迫进程看,一些重金属对某一生长指标的影响往往表现在低浓度具有促进作用,而高浓度又存在明显的抑制效应。