外源亚精胺和精胺对NaHCO3胁迫下南蛇藤抗氧化系统的影响

研究了叶面喷施亚精胺和精胺对NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片抗氧化系统的影响.结果表明：外源亚精胺和精胺处理使NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片O₂^-·产生速率、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率显著降低(P<0.05).亚精胺处理明显提高了盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(CAR)和脯氨酸(Pro)等抗氧化剂的含量,但对还原型抗坏血酸(AsA)含量没有作用;精胺处理明显提高NaHCO₃胁迫下POD和APX的活性以及GSH、CAR和Pro的含量,但对SOD和AsA含量影响不显著,甚至引起CAT活性明显降低.亚精胺和精胺处理明显改善了NaHCO₃胁迫下南蛇藤的生长.外源亚精胺和精胺可以改善NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片的膜保护功能,减少叶片中活性氧的积累,从而提高南蛇藤对NaHCO₃胁迫的抗性.     

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。     

碱胁迫对黑麦草幼苗根系活性氧代谢和渗透溶质积累的影响

为了探讨牧草对碱胁迫的耐受程度,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO3（0、50、100、150和200 mmol·L^-1）胁迫对黑麦草幼苗根系生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明：NaHCO3胁迫显著抑制黑麦草幼苗根系的生长,其抑制程度随胁迫浓度提高而增强,黑麦草可耐受的最高NaHCO₃浓度约为150 mmol·L^-1。随着NaHCO₃胁迫浓度的增加,黑麦草根中超氧阴离子(O^-·₂)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量明显上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量显著下降,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(ASA)含量先升后降。黑麦草根中Na⁺含量随NaHCO₃浓度增大而增加,K⁺含量和K⁺/Na⁺比降低,可溶性糖含量先升后降,脯氨酸含量则先降后升,游离氨基酸含量呈先升后降再升高变化。表明碱胁迫导致的活性氧代谢失调和Na⁺、K⁺失衡及积累有机溶质进行渗透调节时更多能量的消耗可能是黑麦草根系生长受抑的重要因素。     

外源NO对南方红豆杉幼苗光合色素及抗氧化酶的影响

以4年生南方红豆杉幼苗为实验材料,通过对南方红豆杉幼苗喷施不同浓度外源一氧化氮（NO）供体硝普钠溶液（0、0.01、0.1、0.5和1 mmol·L^-1SNP）,测定光合色素含量、抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量等生理指标,以探讨不同浓度外源NO对南方红豆杉叶片光合色素和抗氧化酶的影响。结果表明：喷施低浓度（0.01、0.1 mmol·L^-1）SNP可显著提高南方红豆杉叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量,增加叶绿素a/b的比值,而喷施高浓度（0.5、1 mmol·L^-1）SNP降低了叶片的光合色素含量。随着外源NO供体浓度的增加,叶片过氧化氢酶(CAT)活性显著增加,过氧化物酶(POD)活性先增加后降低。此外,处理前期,低浓度SNP处理明显提高了抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,而高浓度SNP处理显著降低了APX活性,处理后期APX活性随SNP浓度的增加而显著下降。喷施低浓度SNP可有效提高超氧化物歧化酶(SOD)活性和增加可溶性蛋白含量,降低MDA和H₂O₂的含量,而喷施高浓度SNP显著增加了MDA和H₂O₂的含量。因此,低浓度的SNP（<0.5 mmol·L^-1）处理南方红豆杉幼苗,可增加其叶绿素含量,提高抗氧化酶活性,降低MDA和H₂O₂的含量,而高浓度的SNP（≥0.5 mmol·L^-1）处理会降低叶绿素含量,提高H₂O₂含量,增加细胞膜质过氧化程度,从而对南方红豆杉幼苗造成一定伤害。     

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。     

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。     

铅胁迫对木榄幼苗抗氧化酶的影响

用含不同浓度Pb(NO₃)₂(0～40 mmol·L^-1)的Hoagland营养液处理沙培中的木榄（Bruguiera gymnorrhiza）幼苗,2个月后测定幼苗过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性并对其同工酶进行电泳分析。结果表明,1～10 mmol·L^-1 Pb促进幼苗根和叶中抗氧化酶活性,但在20～40 mmol·L^-1 Pb高浓度下,酶活性下降。电泳结果显示,Pb主要影响阴离子型POD同工酶活性。20～40 mmol·L^-1Pb强烈抑制根中所有CAT同工酶的活性;30～40 mmol·L^-1 Pb诱导出1条新的Cu/Zn-SOD同工酶LS-3和3条新的CAT同工酶RC-3、LC-2和LC-3。     

EFFECTS OF CALCIUM NITRATE STRESS ON ASCORBATE-GLUTATHIONE CYCLE METABOLISM IN LEAVES OF HYDROPONICALLY-GROWN GRAFTED EGGPLANT SEEDLINGS

 以日本引进的设施专用耐盐茄(Solanum melongena)品种‘Torvum Vigor’为砧木, 栽培茄(S. torvum)品种‘苏崎茄’为接穗, 用营养液栽培, 对80 mmol&;#8226;L^–1 Ca(NO₃)₂胁迫下茄子嫁接苗和自根苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统中抗氧化酶活性和抗氧化物及H₂O₂含量进行比较。结果表明, Ca(NO₃)₂胁迫下茄子幼苗叶片H₂O₂含量有所增加, 但嫁接苗叶片H₂O₂含量显著低于自根苗。Ca(NO₃)₂胁迫下嫁接苗叶片抗氧化酶(APX、DHAR和GR)活性、AsA和GSH再生率、氧化还原力(AsA/DHA值和GSH/GSSG值)均显著高于自根苗。综上所述, Ca(NO₃)₂胁迫下嫁接苗保持良好的AsA-GSH循环效率, 清除H₂O₂效率较高, 细胞受氧化损伤程度较轻, 表现出较强的耐盐性。     

二氧化硫对小麦的氧化胁迫及其某些信号分子的调节

通过在密闭的培养箱中一次性通入不同体积浓度的SO₂气体,研究了小麦幼苗超氧自由基O2-含量和3种抗氧化酶活性的变化,探讨了信号分子水杨酸、乙烯和过氧化氢对SO₂氧化胁迫的调节作用.结果表明,当通入10和40 μl·L^-1 SO₂时,小麦叶片中O2-含量递增,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,但超氧化物歧化酶(SOD)活性降低.当SO₂浓度达到50 μl·L^-1时,POD和CAT活性也开始降低,此时叶片尖端出现坏死,叶片绿色部位滋生大量真菌.用1 mmol·L^-1水杨酸(SA)(pH6.5)浸泡小麦干种子6 h,或用10 mmol·L^-1 H₂O₂浸泡幼苗,O2-含量低于对照植株,而3种酶的活性高于对照植株,均可有效地减轻SO₂的氧化胁迫.在SO₂熏蒸下,乙烯显著抑制3种酶的活力,提高O2-的形成速率.SA与乙烯同时使用时,SA几乎完全消除了乙烯的负面作用.     

镉胁迫对矮牵牛种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

采用营养液培养的方法研究了不同浓度镉Cd（0、1、2和4 mmol·L^-1）处理对矮牵牛（Petunia hybrida）种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果发现：与对照相比,较低浓度（1 mmol·L^-1）Cd处理下矮牵牛种子萌发和幼苗生长均显著被抑制,当Cd浓度增至4 mmol·L^-1时完全抑制了矮牵牛种子的萌发。Cd胁迫在低浓度时激活矮牵牛幼苗叶片过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,而高浓度产生抑制效应;抗坏血酸过氧化物酶（APX）和超氧化物歧化酶（SOD）活性与对照相比均显著升高,丙二醛（MDA）含量无显著变化。不同浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)的加入使4 mmol·L^-1 Cd胁迫下矮牵牛幼苗叶片POD和APX活性增加,但不影响SOD和CAT活性;此外,6 mmol·L^-1 EDTA使Cd胁迫下矮牵牛幼苗叶片中MDA含量增加。结果表明,Cd胁迫抑制矮牵牛种子萌发和幼苗生长,却使幼苗叶片POD、CAT和APX活性增加,EDTA的加入能够进一步提高Cd胁迫幼苗POD和APX活性。因此,矮牵牛幼苗在Cd胁迫下具有较强的抗氧化损伤的能力。     

不同浓度铵态氮对镉胁迫轮叶黑藻生长及抗氧化酶系统的影响

用含有不同浓度NH₄⁺-N (0、0.5、2.0和4.0 mg·L^-1)和10 mg·L^-1Cd的1/10 Hoagland营养液培养沉水植物轮叶黑藻,研究了氨态氮对Cd胁迫下轮叶黑藻的生长及抗氧化酶系统的影响,探讨富营养化污染水体沉水植物退化机理.结果表明,10 mg·L^-1Cd对轮叶黑藻能产生明显的胁迫作用,叶绿素合成量明显降低;超氧化物岐化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈先升高后下降的趋势.NH₄⁺-N能加速Cd对植物的胁迫作用,单因子Cd作用3 h时SOD明显升高,而Cd和NH₄⁺-N共同作用0.5 h SOD就明显升高.Cd与NH₄⁺-N共同作用时,相对于叶绿素和蛋白质,抗氧化酶是早期敏感指标,并且SOD比POD更敏感.本试验条件下,NH₄⁺-N与Cd共同作用2 d后,对轮叶黑藻的胁迫作用主要取决于Cd,NH₄⁺-N的作用几乎可以忽略.     

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。       

外源钙对黑藻抗镉胁迫能力的影响

以分布广泛的沉水植物——黑藻为实验材料,对比研究了Cd胁迫和施加适宜浓度的外源Ca后,黑藻体内Cd积累、矿质营养、光合色素、可溶性蛋白、渗透调节物质、抗氧化能力以及非蛋白巯基(NP-SH)和植物络合素(PCs)的变化,以探讨Ca缓解水生植物Cd毒害的生理生化机制。结果表明:(1)Cd胁迫使黑藻体内Cd含量极显著增加,并造成明显的矿质营养失衡,主要表现为显著降低了P、K、Fe、Cu、Mn的含量,而外源Ca则削弱了黑藻对Cd的蓄积,并在一定程度上减轻了Cd胁迫所造成的矿质元素失衡;(2)Cd处理使黑藻体内叶绿素含量、叶绿素a/b值和可溶性蛋白含量大幅度下降并显著降低了黑藻的总抗氧化能力(T-AOC)和小分子保护物质[谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)]的含量,而外源Ca延缓了黑藻的失绿症状,促进了可溶性蛋白的合成并提高了黑藻的抗氧化能力;(3)Cd胁迫使黑藻体内脯氨酸积累显著,而外施Ca减缓了其积累;可溶性糖变化趋势与之相反;(4)Cd胁迫诱导了NP-SH和PCs在黑藻体内的大量累积,外源Ca处理后,其增加幅度减小。以上结果说明外源Ca能通过抑制Cd的吸收,促进光合色素、可溶性蛋白和可溶性糖的合成,维持高的总抗氧化能力和抗氧化物质含量以及矿质营养平衡等途径来增强黑藻对Cd胁迫的抗性。     

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。     

不同浓度氨氮对轮叶黑藻的生理影响

在实验室条件下,比较研究了不同浓度（0.5、1、2、4、8、16mg/L）的氨氮（NH4＋-N）对沉水植物黑藻（Hydrilla verticillata）的生理生化影响,测定了黑藻生物量、叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷氨酰氨合成酶（GS）的活性变化。实验结果表明低浓度的氨氮（0.5、1、2mg/L）对轮叶黑藻的生长稍有促进作用,但培养液中氨氮浓度超过4mg/L时,黑藻的相对生长率（R）明显下降,当浓度达到16mg/L时,黑藻在20多天内全部死亡。在低浓度氨氮条件下,黑藻叶绿素和可溶性糖含量随氨氮浓度增加呈上升趋势,当培养液中氨氮浓度超过4mg/L时,叶绿素和可溶性糖含量在第24、32、40天取样时较对照组明显降低。低浓度氨氮处理组（0.5、1、2mg/L）的蛋白质含量先下降后又上升,而对照组的蛋白质含量一直在上升,高浓度氨氮处理组（8、16mg/L）的蛋白质含量则呈明显下降趋势。POD、SOD和GS活性变化趋势基本一致,在高浓度氨氮条件下增加显著,并表现为先上升再下降的格局,在第16天或第24天达到最大值。研究结果提示在富营养化条件下氨氮氨氮条件下增加显著,并表现为先上升再下降的格局,在第16天或第24天达到最大值。研究结果提示在富营养化条件下氨氮浓度的升高将影响其生理功能,过高浓度的氨氮对轮叶黑藻是一种逆境胁迫,可抑制其生长甚至导致植物死亡。轮叶黑藻对氨氮浓度变化虽有一定耐性,但耐性会随时间延长而变弱。     

Ultrastructural Study of Leaf Cells Damaged from Hg2+ and Cd2+ Pollution in Hydrilla verticillata

Hydrilla verticillata (L. f.) Royle was cultivated in water medium polluted with Hg2+and Cd2+ of different gradient concentrations for 3 days and 6 days respectively. Leaves of H. verticillata lost their green color gradually with the increasing pollutant concentration. Ultrastructural observation showed, at its early stage, dispersion of dictyosomes, disintegration after swelling of endoplasmic reticulum, swelling or vesiculation of thylakoids of chloroplasts and cristae of mitochondria and condensation of chromatin of nucleus. More serious damage was shown in the plant cells with heavier pollution, such as disappearance of ribosomes, agglutination of chromatin of nucleus, dispersion of nucleolus, disruption of nuclear membrane, disintegration of chloroplasts and mitochondria, collapse of plasmodesmata due to plasmolysis, focal dissociation of cell wall and eventually cells death. The results indicated that Hg2+ and Cd2+ might injure all the membranous and non-membranous structures of cells, though there existed different degrees of endurance of cell structures to the poison. The lethal concentration of Hg2+ to cell of H. verticillata ranged from 1 to 2 mg/L, and that of Cd2+ ranged from 2 to 3 mg/L.     

Cd2+胁迫下浮萍叶细胞核超微结构、nDNA损伤及抗氧化酶系的变化

以不同浓度Cd2+处理6d的浮萍为材料,从细胞核超微结构损伤、nDNA一级结构变化及抗氧化酶系活性改变等方面分析重金属的植物毒理学效应。透射电镜观察发现,5～7mg/L Cd2+处理的细胞核膜完整,染色质凝聚并趋边化;10mg/L Cd2+处理后则核仁解体,且DNA原位末端标记(TUNEL)检测发现DNA的3′-OH断端可被特异标记,表现出典型的凋亡细胞特征。而20mg/L Cd2+已导致细胞坏死。同时,较低浓度的Cd2+胁迫可刺激抗氧化酶(SOD,POD,CAT)活性升高,以清除体内活性氧,而随金属浓度的进一步增高,三种抗氧化酶活性都急速下降。研究发现,活性氧和抗氧化酶系密切参与了重金属Cd2+诱导的浮萍体细胞凋亡过程。     

箭舌豌豆根系抗坏血酸及相关酶对镉胁迫的响应

以箭舌豌豆(Vicia sativa L.)品种L3(耐镉)和ZM(镉敏感)为材料,研究了不同程度镉胁迫下箭舌豌豆幼苗根系抗坏血酸(AsA)含量、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)同工酶活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)同工酶活性以及APX基因表达的变化。结果显示:(1)2个箭舌豌豆品种根系AsA和脱氢抗坏血酸(DHA)含量在镉胁迫下显著升高;AsA/DHA比值在镉耐性品种L3中显著升高,在敏感品种ZM中显著下降;相同镉处理浓度下,L3根系AsA含量和AsA/DHA比值显著大于ZM。(2)2个品种根系DHAR的活性电泳共显示4条同工酶条带,它们的活性均随镉处理浓度的升高而升高;其中DHAR1只在L3显示,DHAR4只在ZM显示;相同镉处理浓度下,品种L3的DHAR的总活性大于品种ZM。(3)2个品种根系APX的活性电泳共显示11条同工酶条带,其中的APX1、2、4仅在敏感品种ZM中受镉胁迫诱导,APX 8在耐性品种L3中受到比敏感品种ZM更显著的诱导;克隆得到1个箭舌豌豆APX基因,荧光定量RT-PCR结果显示该基因的转录在L3和ZM根系均受镉处理诱导。研究表明,镉胁迫下2个箭舌豌豆品种根系AsA含量,AsA代谢相关酶DHAR和APX的活性以及APX的转录水平均显著升高;镉耐性品种L3较敏感品种ZM能更有效地促进AsA循环,维持更高的AsA水平,从而更有效地缓解镉胁迫诱导产生的氧化胁迫,这可能是L3较ZM具有更高镉耐性的重要机制之一。     

镉胁迫对芥蓝根系质膜过氧化及ATPase活性的影响

水培条件下,以“香港白花”芥蓝品种为供试材料,研究4种不同浓度镉（0、1.0、2.0、4.0、8.0 mg/L Cd）处理对芥蓝幼苗根系质膜过氧化及ATPase活性的影响。结果表明,与对照相比,随着Cd处理浓度的增加,芥蓝根系活力呈现降低的变化趋势,而根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）、H2O2含量和O2-产生速率表现出升高的趋势,表明芥蓝受到活性氧物质的胁迫。1.0、2.0 mg/L Cd浓度处理下的H2O2含量与对照差异不显著,而O2-产生速率则在1.0 mg/L浓度处理下与对照差异不显著。随着Cd处理浓度的增加,芥蓝根系质膜H -ATPase和Ca2 -ATPase活性呈现出先增后减的变化趋势。1.0 mg/LCd浓度处理时,H -ATPase和Ca2 -ATPase活性与对照差异不显著（P > 0.05）,而在2.0、4.0和8.0 mg/LCd处理时,两种ATPase活性显著降低（P < 0.05）,并且与膜脂过氧化水平呈极显著的负相关（R2 > 0.969）。因此,低浓度Cd处理对芥蓝根系质膜两种ATPase活性影响较小,较高浓度Cd处理使芥蓝根系活力和质膜ATPase的损伤加重。     

Cadmium induces hydrogen peroxide production and initiates hydrogen peroxide-dependent apoptosis in the gill of freshwater crab, Sinopotamon henanense

Cadmium (Cd) is a well-known toxic heavy metal that accumulates in the aquatic environment. Cd has been reported to induce oxidative damage and apoptosis. We investigated the regulation mechanism of hydrogen peroxide (H(2)O(2)) on Cd-induced apoptosis. We show that in the gills of the freshwater crab Sinopotamon henanense Cd induced apoptosis, in a time- and concentration-dependent manner, as confirmed by DNA fragmentation analysis and transmission electron microscopy. Additionally, Cd caused production of H(2)O(2) after 2h of treatment at 58mg L(-1) Cd, and significantly increased the caspase-3/8/9 activity in crabs relative to the control group. Pre-treatment with the scavenger for H(2)O(2), dimethylthiourea (DMTU) and antioxidant, N-acetyl cysteine (NAC), effectively inhibited the activities of caspase-3 and caspase-9, eventually blocked Cd-induced DNA fragmentation and the appearance of markers for apoptotic cell death. These results suggest that Cd might induce intracellular H(2)O(2) generation to trigger the crab apoptotic processes by regulating the activities of caspase enzymes.