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.     

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。     

镉污染对水鳖的毒害影响

研究分析了不同浓度Cd^2 对水鳖叶片叶绿素含量、SOD、CAT、POD活性以及超微结构的影响。结果表明,叶绿素含量、SOD、CAT、POD添生均随Cd^2 浓度的增加而先升后降。电镜观察发现,Cd^2 处理下,细胞核变形,核仁解体,染色质凝集;类囊体片层膨胀,叶绿体双层膜破裂,线粒体中嵴突减少或消失,线粒体空泡化。     

Cd2+污染水质对水花生根系抗氧化酶活性和超微结构的影响

在不同浓度Cd^2 污染下,水花生根中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性呈现先升后降的变化,但达到最大值时的Cd^2 污染浓度,SOD的更低,过氧化物酶(POD)的活性和可溶性蛋白含量呈现持续下降的变化趋势,可溶性蛋白的含量受Cd^2 的毒害更大。随着Cd^2 污染浓度的增加和胁迫时间的延长,根尖细胞中高尔基体消失,线粒体嵴突膨胀、变形及空泡化,细胞核扭曲成不规则形,核染色质凝集,这些变化反应在功能上表现为膜脂过氧化、能量供应不足,蛋白质合成受阻而含量下降,最终导致死亡。各项结果与Cd^2 皆表现出明显的剂量效应关系,污染浓度愈大毒害程度愈深。     

Cu^2＋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Cu^2＋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Cu^2＋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,Cu^2＋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Cu^2＋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。     

Mn^2＋-Fe^2＋复合胁迫对胭脂草逆境生理指标的影响

以胭脂草（Rivina humilis）为材料,采用溶液培养法,研究系列浓度的锰铁复合胁迫对其若干逆境生理指标的影响。结果表明,当锰铁复合胁迫浓度为6 mmol/L Mn2＋＋0.5 mmol/L Fe2＋时,叶绿素含量和可溶性糖含量均极显著高于对照,并达最大值;与此同时,MDA含量极显著降低,并达呈最小值。该组合处理能维持胭脂草较高水平的保护酶（SOD、POD、CAT）活性。由此说明,适宜浓度的锰铁复合处理,能在一定程度上缓解单一金属的毒害作用,提高胭脂草对锰铁复合胁迫环境的耐受性。     

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。     

UV-C光催化纳米TiO2对蓝藻生长影响的研究

研究了UV-C光催化纳米TiO2对蓝藻生长的影响。从生理上分析了UV-C光催化纳米TiO2具有促进蓝藻中鱼腥藻7120体内活泼态氧化物O2,.OH和H2O2的产生,抑制藻体中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧歧化酶(SOD)在内的抗氧化酶活性,降低可溶性蛋白(Soluble Pr)、藻蓝蛋白(C-PC)、叶绿素a(C-Chl a)和类胡萝卜素(C-Carotenoids)含量,最终表现为藻细胞生长代谢中光合速率和呼吸速率迅速降低,细胞增殖中遗传物质核酸含量下降,并出现几乎达到100%的细胞致死率;同时,通过显微镜观察发现,受试蓝藻细胞形态结构发生了明显变化。可以看出,UV-C光催化纳米TiO2能够有效抑制蓝藻生长。     

Cr^3＋胁迫对苦草叶片活性氧清除系统和叶细胞超微结构的影响

研究了不同浓度Cr^3＋胁迫对苦草[Vallisneria natarts（Lour．）Hara]叶片活性氧清除系统及细胞超微结构的影响。结果表明,随Cr^3＋浓度的提高（0．5-15．0mg·L^-1）,苦草叶片中O2^-·和MDA含量、SOD和POD及CAT活性均呈现先上升后显著下降的变化趋势,且在10．0和15．0mg·L^-1 Cr^3＋胁迫条件下显著低于对照（P〈0．05）。在1．0mg·L^-1Cr^3＋胁迫条件下,O2^-·的含量达到最高（0．96 OD·g^-2）;在2．0mg·L^-1Cr^3＋胁迫条件下,MDA含量和SOD、POD及CAT活性最高。随Cr^3＋胁迫浓度的提高,苦草叶片细胞超微结构受损程度逐渐加深,导致核仁和高尔基体消失;线粒体脊突膨胀,线粒体膜受损并出现囊泡状结构;叶绿体变形、类囊体膨胀受损并最终导致叶绿体破损。表明高浓度Cr^3＋胁迫对苦草叶片细胞产生了不可逆的伤害。     

SNP处理的辣椒幼苗对Cd^2＋胁迫的生理响应

采用溶液培养方法研究外源NO供体硝普钠（SNP）对Cd^2＋胁迫下辣椒幼苗生长和生理特性影响的结果表明：75μmol·L^-1SNP能在一定程度上缓解较高浓度Cd^2＋对辣椒幼苗生长、叶中Chla和Chlb含量以及根系活性的抑制作用,降低丙二醛（MDA）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）的活性。     

Cd2＋污染对水花生生理生化及超微结构的影响

By imitating different concentration Cd^2 polluted water environment, this paper dealt with the changes of some biochemical and physiological characters and the damage of ultrastructure in leaves of Altemanthera philoxe-roides. The result showed that SOD and POD activity first increased in the low concentration pollution and then decreased with the concentration of pollution raised. The content of chlorophyll, chlorophyll a/b value, CAT ac-tivity and the content of soluble protein all declined continually. With the concentration of pollution increased,the ultrastructure of cell nuclei, chloroplast and mitochondria became deformed, the permutation of structure in-side disordered, swelled, membrane disrupted and vesiculated. The changes of some biochemical and physiological characters accorded with the damage of cell ultrastrueture.     

Hg~(2+)对苜蓿叶片的毒害效应

研究了Hg2 + 对苜蓿叶片的毒害效应。结果表明 :随着Hg2 + 浓度的增加和处理时间的延长 ,叶绿素含量下降 ,电导度上升 ;低Hg2 + 浓度及短时间处理 ,超氧阴离子自由基 (O·2 )和丙二醛 (MDA)含量增加 ,SOD、POD和CAT等保护酶活性升高 ,表明膜系统受到了伤害 ;高Hg2 +浓度及长时间处理 ,O·2 和MDA含量下降 ,SOD、POD和CAT等保护酶活性降低 ,表明细胞结构和功能受到了不可逆的伤害。     

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.     

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。     

Hg、Cd及共同作用对烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

 本文报道了Hg、Cd及二者共同作用明显不同程度地影响烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统。受Hg、Cd胁迫后,随着土壤中Hg、Cd浓度的增加,叶绿素含量、叶绿素a／b值、CAT活性逐渐减小,SOD活性先升后降,POD活性则逐渐增加。同时也表现出单一Hg、Cd对烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响明显大于Hg、Cd二者的共同作用。     

Effects of Pb<Superscript>2+</Superscript> on the active oxygen-scavenging enzyme activities and ultrastructure in <Emphasis Type="Italic">Potamogeton crispus</Emphasis> leaves

The effects of various concentrations of Pb²⁺ on the antioxidant enzyme activities and the ultrastructure in Potamogeton crispus leaves were studied. Peroxidase (POD) activity and malondialdehyde (MDA) content peaks were observed with an increase in Pb²⁺ concentration, whereas superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities decreased firstly and then rose. Meantime, the chlorophyll content declined with increasing Pb²⁺ concentration. Simultaneously, high concentrations of Pb²⁺ aggravated ultrastructural damage to the leaf cells including swelling of chloroplasts, disruption and disappearance of chloroplast envelopes; swelling of mitochondrial cristae, deformation and vacuolation of mitochondria; condensation of chromatin, dispersion of nucleoli, and disruption of nuclear membrane. Changes in antioxidant enzyme activities and damage to fine structure are the results of lead-induced ROS accumulation. The estimated lethal concentration to P. crispus ranged from 10 to 15 mg/l lead. Published in Russian in Fiziologiya Rastenii, 2007, Vol. 54, No. 3, pp. 469–474. The text was submitted by the authors in English.