缘管浒苔和浒苔对海水盐度胁迫的生理响应

为探讨大型海藻对盐度的生理响应及其适应机制,以缘管浒苔和浒苔为试验材料,研究了不同盐度的稀释或浓缩海水处理10 d对浒苔属植物鲜质量(FM)、相对生长速率(RGR)、相对电导率(REC)、叶绿素含量(Chl)、类胡萝卜素含量(Car)、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)、叶绿素荧光参数和渗透调节能力(OAA)的影响.结果表明:与对照相比,10％ ～ 200％海水处理均明显促进两浒苔属品种的FM和RGR,缘管浒苔和浒苔分别在100％和50％海水处理下的FM和RGR达到最大值;300％海水处理显著抑制两浒苔生长,缘管浒苔受抑制程度较大;缘管浒苔的生物量仅在50％、100％海水处理下呈现正增长,浒苔生物量在10％、50％、100％、200％海水处理下均呈现正增长.10％海水处理下,两浒苔的Chl、Car、Chl a/Chl b显著上升,且随海水盐度的增加,呈现先增后降,缘管浒苔和浒苔的Chl、Car、Chl a/Chl b分别在100％、50％海水处理下达到最大值.随盐度的增加,叶绿素荧光参数PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光能转化效率(Yield)、最大相对电子传递速率(rETRmax)、光能利用效率(α)和半饱和光强(Ik)都显示与Chl相同的变化趋势.10％ ～ 300％海水处理下,浒苔属均表现出一定的OAA,缘管浒苔在100％海水处理下,OAA达到最大值,浒苔在50％海水处理下,OAA达到最大值.两浒苔的生长指标除与Chl/Car无明显的相关性,与REC呈极显著负相关,与Chl、Car、Chl a/Chl b、Fv/Fm、Yield、rETRmax、α、Ik、OAA呈极显著正相关.100％和50％海水处理分别对缘管浒苔和浒苔的生长最适宜,浒苔生长适应盐度的范围比缘管浒苔宽.REC、Chl、Car、Chl a/Chl b、Fv/Fm、Yield、rETRmmax、α、Ik和OAA均可以作为浒苔属植物生长盐适应性的评价指标.     

外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞光合功能的改善

研究了外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞扦插苗叶片光合功能的影响。结果表明,外源甜菜碱能使盐胁迫下的枸杞叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm、Fm／Fo和Fv／Fo增高,使光合色素叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)含量明显增加,叶绿素a与b的比值(Chla／Chlb)升高,类胡萝卜素与叶绿素的比值(Car／Chl)降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获、吸收、传递和转换,提高叶片的光合活性,降低盐胁迫对植物的抑制作用。     

水分胁迫对牛心朴子、甘草叶片色素、可溶性糖、淀粉含量及碳氮比的影响

在宁夏灵洲区牛心朴子、甘草自然生境条件下,采用土壤控水措施,研究了土壤水分胁迫对两种优势旱生植物牛心朴子(Cynanchumkomarovii)和甘草(Glycyrrhizauralensis)叶片中的叶绿素;根、茎、叶中的可溶性糖、淀粉含量和C/N比值的影响。结果表明:1土壤水分长期胁迫,导致了这两种旱生植物叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量及Chla/Chlb、Car/Chl比值等的显著变化(P<0.01);2甘草Chla的含量和Chla/Chlb的比值始终大于牛心朴子,相反牛心朴子Chlb、Car的含量和Car/Chl比值却又始终大于甘草;3土壤水分长期胁迫引起了两种植物根、茎、叶可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低;4土壤水分长期胁迫引起了两种植物根、茎、叶C/N比值的降低,但牛心朴子C/N比值在处理的各个时期均大于甘草;5土壤水分长期胁迫引起牛心朴子和甘草Chla、Chlb、Car含量及Chla/Chlb、Car/Chl的比值、可溶性糖、淀粉和C/N比值的增加或减少的程度不同。     

两种浒苔无机碳利用对温度响应的机制

为了探讨温度对大型海藻无机碳利用机制的影响,选择了潮间带常见的绿藻缘管浒苔 （Ulva linza）和浒苔（Ulva prolifera）为实验材料,研究了碳酸酐酶抑制剂乙酰唑磺胺（AZ）和己氧苯并噻唑磺胺（EZ）在不同的温度下对藻体光合作用的影响。实验设置6个温度梯度（5、10、15、20、25和30℃）。结果表明,缘管浒苔和浒苔都有很强的无机碳利用能力,而温度对此有显著的影响。但他们之间存在明显的种间差异。缘管浒苔对温度的依赖性要强于浒苔,其对温度的适应范围要窄于浒苔,尤其是在高温下（30℃）,缘管浒苔的最大光合作用能力与最适温度相比下降了56%,而浒苔仅为20%,这表明在高温的情况下,浒苔比缘管浒苔具有更强的生存适应能力,这是浒苔能够在绿潮藻占有绝对优势的原因之一。对缘管浒苔来说,在低温（5℃）和高温（30℃）时,无机碳的转运主要是通过胞外碳酸酐酶的催化作用,而在15℃时,加入胞外碳酸酐酶的抑制剂对无机碳的转运没有明显的影响,这表明在此温度下其他无机碳转运形式可以有效补偿胞外碳酸酐酶的作用。在其他的温度下,胞外碳酸酐酶和其他无机碳转运方式各占一定的比例。而对于浒苔来说,在低温5℃时,其他无机碳转运形式占主要作用,而从10℃开始,胞外碳酸酐酶作用比例显著增加,并且保持在相同的水平上。     

温度和盐度对浒苔生长和光合生理特性的影响

为研究海水盐度和温度对大型海藻光合生理影响的复合效应,选取浒苔（Ulva prolifera）为实验材料,探讨不同温度（22℃和15℃）和不同盐度（25和10）对浒苔的相对生长速率、色素含量、叶绿素荧光参数、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性蛋白含量等影响。结果表明:在低温条件下,盐度对浒苔生长的影响不显著,而在正常温度条件下,盐度降低显著降低了浒苔的生长;在低盐条件下,尽管差异不显著,温度降低呈现出促进浒苔生长的趋势,但在正常盐度条件下,低温降低了浒苔的生长。相对于温度变化,盐度变化对浒苔潜在的光合效率（F_v/F_m）影响不明显,但低温低盐处理下浒苔具有较高的效光化学效率（F_v’/F_m’）、光能利用效率（α）、非光化学淬灭（NPQ）、SOD酶活性及可溶性蛋白含量。     

模拟酸雨对龙眼叶绿体活性的影响

研究了模拟酸雨对龙眼叶绿体活性的影响,结果表明,pH≤3．5的酸雨胁迫使用叶绿素（Chl),类胡萝卜素（Car)含量下降,Chl含量的下降是Chla含量下降的结果,Chlb对酸雨的反应不敏感,因而Chla/Chlb下降,Chl和Car含量,Chla/Chlb随胁迫时间的延长而下降,光照加剧了酸雨对光合色素的伤害,酸雨胁迫使叶绿体光还原活性,光合磷酸化活性,H^ -ATPase活性降低,电子传递链的破坏与磷酸化解偶联,从而使叶绿体不能有效吸收,传递,转换光能,光合磷酸化过程对酸雨胁迫的反应比光还原过程敏感。     

渤海浒苔属绿藻调查

于2009年至2010年对渤海及其周边10个沿海城市和6个岛屿的浒苔属绿藻进行了调查,初步确定该海区缘管浒苔、肠浒苔、扁浒苔、浒苔、条浒苔5个种类的地理分布情况。并对生物量进行了评估。与历史资料相比,渤海中辽东湾、渤海湾和莱州湾三个湾内的浒苔多样性和生物量下降明显或保持较低水平,湾周边地区则维持较高水平。此外,在近海人工基质上,以浒苔属为主的绿藻相对于红藻、褐藻分布更为广泛。     

不同光照条件下外源水杨酸对浒苔响应紫外辐射胁迫的影响

为研究不同光照条件下,外源水杨酸(SA)和紫外辐射(UV)对海洋绿藻浒苔的复合效应,在两个光照强度(高光:160 μmol·m^-2·s^-1;低光:70 μmol·m^-2·s^-1)条件下,设置对照(CK)、SA、UV及UV+SA处理(UV=3.2 W·m^-2、SA=10 μg·mL^-1),处理3 d后测定浒苔生长、叶绿素荧光参数、光合放氧速率、超氧化物歧化酶活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量等的变化,探讨光照强度、UV及SA的复合效应.结果表明: 低光无UV条件下,SA会促进浒苔生长,降低浒苔叶绿素a(Chl a)和可溶性蛋白含量;高光无UV条件下, SA会抑制其生长,但显著提高了Chl a含量、呼吸速率、光合放氧速率、可溶性糖和可溶性蛋白含量;高光和UV条件下, UV+SA显著促进浒苔生长,提高Chl a和可溶性糖含量;低光和UV条件下,与UV相比,UV+SA提高了浒苔最大光化学效率(F_v/F_m)和可溶性蛋白含量,涨幅分别为139.8%和32.2%.外源SA的加入在一定程度上缓解了UV对浒苔的胁迫作用,且在高光条件下的效果更为显著.     

三种大型绿藻光合能力的差异及其在珊瑚养殖中的应用

利用水下饱和脉冲调制叶绿素荧光仪(Diving-PAM)测定了珊瑚养殖水处理中3种常见大型海藻石莼(Ulva lactuca)、条浒苔(Enteromorpha clathrata)和羽状蕨藻(Caulerpa mexicana)光能转化效率(Fv/Fm),快速光曲线(RLC)相关参数和非光化学淬灭(NPQ)。结果表明:石莼和条浒苔的Fv/Fm分别为0.808±0.004和0.816±0.009,显著高于羽状蕨藻。最大相对电子传递速率rETRmax(17.52±2.92和19.59±4.43μmol e·m-2·s-1)、半饱和光强Ik(53.41±8.18和59.71±13.52μmol photons·m-2·s-1)也明显高于羽状蕨藻(rETRmax和Ik分别为13.72±5.41μmol e·m-2·s-1和32.67±14.06μmol photons·m-2·s-1),表明石莼和条浒苔有着比羽状蕨藻更高的光合能力和对强光的耐受能力,光保护能力更强;羽状蕨藻较高的RLC初始斜率α表明其在弱光下拥有更强的光捕获能力,弱光下光合效率更高;随光照的增强(0~373μmol photons·m-2·s-1),羽状蕨藻NPQ的增幅有限(0~0.2),最大值仅为条浒苔和石莼的38.1%和62.5%,表明这种藻类更容易受到强光的抑制。因此,在珊瑚养殖的水处理中,可以根据不同的光照选择适宜的藻种或藻种组合并根据光梯度进行布局,反之也可以根据藻种来选择合适的光源,以达到最佳的处理效率。     

盐胁迫下欧李叶片叶绿体结构及功能与超微弱发光激发的关系

为初步探索叶绿体及其功能与超微弱发光（Ultraweak luminescence,UWL）激发的关系,揭示UWL与植物生长生理的关系及植物中UWL产生的来源,本试验以欧李（Cerasus humilis）为材料,采用室内盆栽试验,设置不同浓度盐胁迫处理,研究盐胁迫下欧李叶片的叶绿体结构和功能（叶绿素代谢、光系统Ⅱ活性、光合性能和能量水平）及UWL的变化规律和相关性。结果表明：（1）盐胁迫降低了欧李叶片的UWL强度,且盐浓度越高,UWL强度下降程度越大;（2）盐胁迫破坏了欧李叶片叶绿体结构,并降低了其功能,具体表现为叶绿素合成主要前体物质（ALA、Mg-ProtoⅨ）含量显著降低,叶绿素降解酶叶绿素酶（Chlase）活性显著升高,导致叶绿素（Chla、Chlb、Car和Chla+b）含量显著降低;同时欧李叶片FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0和ΨE0快速下降,光系统Ⅱ活性受到严重抑制;进一步Pn、Tr、Gs下降,Ci同时升高,光合性能显著减弱;ATP含量和EC的显著降低,导致能量水平整体下降;（3）欧李叶片UWL强度与其叶绿素代谢物质及叶绿素含量（ALA、Mg-ProtoⅨ、Chla、Chlb、Car和Chla+b）、光系统Ⅱ活性（FV/Fm、FV/FO、PIABS、RC/CSm、φE0、ΨE0）、光合性能（Pn、Tr、Gs）及能量水平（ATP、EC）等参数均呈显著或极显著性正相关关系。（4）盐浓度越高,胁迫时间越长,欧李叶片UWL强度与叶绿体功能各指标变化程度越大,且高浓度处理下的相关性整体高于低浓度处理。可见,在盐胁迫条件下,欧李叶片叶绿体结构被破坏,同时其功能受到损伤活力下降,从而导致UWL强度降低;UWL强度与叶绿体及其功能关系密切,叶绿体可能是UWL的细胞器之一;UWL强度可以用来反映欧李叶片受盐胁迫伤害的程度。     

长期重金属胁迫对农田土壤微生物生物量、活性和种群的影响

调查了沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染状况,从土壤微生物生物量、微生物活性和微生物种群数量的角度评价了长期重金属污染对农田土壤生态系统的影响.结果表明,张士灌区土壤存在严重的Cd污染,土壤Cd含量达1.75～3.89 mg·kg ^-1,部分区域还伴有Cu、Zn复合污染.在目前污染程度下,土壤微生物生物量碳(C_mic)、微生物商(qM)、土壤脱氢酶活性以及自生固氮菌数量随土壤重金属含量增加呈下降趋势,代谢商(qCO₂)随土壤重金属含量增加显著升高,而底物诱导呼吸强度(SIR)、纤维素酶活性以及细菌、放线菌和真菌数量无明显变化.相关性分析表明,土壤Cd含量变化是影响微生物参数变化的主要因素,在微生物参数中微生物商和代谢商对重金属污染最敏感.     

施硅对抑制植物吸收重金属镉的效应研究进展

施用化学改良剂是控制土壤重金属污染的有效手段。研究施硅对抑制植物吸收重金属镉的影响及其作用机制,对促进利用硅肥作为改良剂治理重金属污染土壤技术的发展有重要意义。近年来,以硅肥作改良剂对重金属污染的土壤进行治理的研究大量涌现。本文从施硅对抑制植物吸收镉及镉在植物体内的分布、迁移的影响;从植物细胞膜透性、抗氧化物酶系和抗氧化剂等新陈代谢或生理过程及硅-金属复合物的结构组成等方面对植物抗镉胁迫的生理生化效应及其抑制植物吸收重金属镉的机制进行综述,并对今后有待进一步研究的问题提出了建议。     

点源污染对胶州湾海水体系中不同形态重金属富集的影响

对胶州湾水体中悬浮颗粒物、柱状沉积物和底栖生物中重金属的污染与富集状况进行了分析与评价.结果表明:大量未处理的废水污水的排放入海与陆源物质向外海的有限扩散直接导致了点污染源对水体及生物体中重金属的富集.悬浮物中重金属的富集已明显受到人为因素的影响;柱状样的人为影响因子表明河口区沉积物的污染状况较其它海区重;胶州湾底栖生物体内重金属的含量与离污染源的远近有关系,底栖生物菲律宾蛤仔对重金属Cd的富集能力大于其它金属.     

Cadmium and copper inhibit both DNA repair activities of polynucleotide kinase

Human exposure to heavy metals is of increasing concern due to their well-documented toxicological and carcinogenic effects and rising environmental levels through industrial processes and pollution. It has been widely reported that such metals can be genotoxic by several modes of action including generation of reactive oxygen species and inhibition of DNA repair. However, although it has been observed that certain heavy metals can inhibit single strand break (SSB) rejoining, the effects of these metals on SSB end-processing enzymes has not previously been investigated. Accordingly, we have investigated the potential inhibition of polynucleotide kinase (PNK)-dependent single strand break repair by six metals: cadmium, cobalt, copper, nickel, lead and zinc. It was found that micromolar concentrations of cadmium and copper are able to inhibit the phosphatase and kinase activities of PNK in both human cell extracts and purified recombinant protein, while the other metals had no effect at the concentrations tested. The inhibition of PNK by environmentally and physiologically relevant concentrations of cadmium and copper suggests a novel means by which these toxic heavy metals may exert their carcinogenic and neurotoxic effects.     

富营养化与污染物间的相互作用及其生态效应

1　引　言进入 90年代 ,为了改善水环境条件 ,越来越多的国家认识到必须减少养分、稳定的有机物和金属元素的输入。富营养化和持续污染物 (Ｃｈｒｏｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ)是当前全球水生态系统的两个主要问题[1 ,2 ]。尽管对富营养化和污染物已有很多研究 ,但很少调查二者之间的相互关系。有证据表明两者之间可能存在相互作用过程[5～ 7],但在自然的水生态系统中其作用的大小和关系尚不清楚。滇池是我国典型的遭受富营养化和重金属污染双重胁迫的高原湖泊 ,本研究以滇池富营养化和重金属污染为背景 ,通过室内模拟 ,初步探索富营养化和…     

乳酸菌对重金属吸附作用的研究进展

重金属污染是人们关注的食品安全问题热点之一,使用食品安全级乳酸菌吸附重金属成为了新的研究方向。本文在分析环境和食品中汞、镉、铅污染的来源及对人类危害的基础上,对微生物与重金属的相互作用进行介绍,重点归纳了乳酸菌作为重金属吸附剂的潜能,以及吸附重金属的作用机制和研究现状,为研发高效吸附重金属的乳酸菌吸附剂提供了可行性的思路。     

镉、铅对蟾蜍精巢毒作用的酶学研究

为研究镉、铅对精巢的生化毒作用机理 ,应用氯化镉、硝酸铅溶液对成年雄性蟾蜍进行腹腔染毒 (按镉计 0 .1、0 .2、0 .4、0 .8mg/ kg体重 ;按铅计 1、2、4、8mg/ kg体重 ) ,连续染毒 7d后活体解剖 ,测定分析精巢中各种酶的活性。结果显示 ,在镉染毒下 ,精巢乳酸脱氢酶 (L DH)和酸性磷酸酶 (ACP)的活性随镉染毒剂量的增加而降低 ,而碱性磷酸酶 (AL P)未发现明显变化 ;在铅染毒下 ,乳酸脱氢酶 (L DH)和碱性磷酸酶 (AL P)的活性随铅染毒剂量的增加而降低 ,而酸性磷酸酶 (ACP)未发现明显变化 ;乳酸脱氢酶 (L DH)同工酶在镉、铅染毒下则主要表现为酶带 L DH1 、L DH2 的抑制或缺失和 L DH5活性的增强。因此 ,镉、铅对蟾蜍的雄性生殖毒性机理可能与酶的活性存在着一定的关系 ,L DH可以考虑作为反映镉、铅中毒对精巢功能影响程度的一种有价值的生化指标     

Application of in situ cage cultures of phytoplankton for monitoring heavy metal pollution in two Norwegian fjords

A simple apparatus for in situ use of the cage culture technique for growing planktonic algae has been developed and used to follow growth and metal uptake of three diatoms in two Norwegian fjords polluted by heavy metals. Continuous pumping of sea water through a chelating resin and continuous water sampling was used to obtain average values for dissolved and particulate heavy metal content at the various test sites. The metals investigated (zinc, copper, lead, cadmium, and mercury) showed differences in the proportion of dissolved to particulate fractions.The three species of diatoms tested gave systematic growth responses to heavy metal pollution in the moderately polluted fjord; one alga died, one showed reduced growth rate at the more contaminated site compared with those at less polluted sites, while the most tolerant alga was apparently not affected. In the heavily polluted fjord only the most tolerant alga survived, showing decreasing growth rate with increasing pollution.Uptake of heavy metals increased generally with increasing heavy metal content in the sea water. The contents in the algae grown in the most polluted fjord were much higher than those obtained in the less polluted fjord, which were higher than the contents reported for algae from non-contaminated areas.     

Pollution and ecological risk assessment of antimony and other heavy metals in soils from the world's largest antimony mine area,China

Xikuangshan is located in Lengshuijiang City, Hunan province, China. With intensive mining and metallurgical activities, large amounts of tailing containing heavy metals (in this study, the term “heavy metals” is used for both metals and metalloids) were introduced to the soils around the mine area. Those heavy metals including antimony and other heavy metals would pose huge risk to human health and ecological environment. With a view to providing information on the extent of contamination and potential ecological risk of heavy metals in the soils of this mine area, the total contents of antimony (Sb), manganese (Mn), zinc (Zn), arsenic (As), cadmium (Cd), and lead (Pb) in the soils were examined. The results revealed that the predominant pollutants in this area were Sb, Cd, and Zn with mean concentrations being 356.58, 9.98, and 486.42 mg kg^?1, 119.66, 117.41, and 5.17 times of the corresponding background values respectively. The pollution indices (Ps) indicated that the pollution levels of all sampling zones were serious including the control zones. The ecological risk levels of all heavy metals were very high on all the sampling zones except sampling zone 7 (as considerable), and Sb, Cd, and As were regarded as making great contribution to the risk indices (RI).     

拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应

为明确拟水狼蛛对食物中镉的吸收和排泄及生物学响应,采用原子吸收光谱法检测了连续3代拟水狼蛛对食物中Cd²⁺的吸收和排泄情况,并测定了Cd²⁺对其生长发育、繁殖力和耐饥力的影响。结果表明:食物中过量的Cd²⁺能够通过食物链进行传递并在拟水狼蛛体内积累,积累量随拟水狼蛛代数的增加而增加,第2代和第3代拟水狼蛛体内Cd²⁺积累量浓度显著高于第1代中Cd²⁺积累量,第2代和第3代间差异不显著,积累量与消耗的黑腹果蝇数量极显著正相关,P<0.01;与消耗食物中Cd含量显著正相关,P<0.05。连续3代拟水狼蛛分别吸收了食物中65.4%、68.5%和69.1%的Cd,生物营养级放大因子分别为1.71、2.12和2.17。连续3代拟水狼蛛Cd排泄量极低。Cd处理能显著改变拟水狼蛛背胸甲宽、幼蛛存活率、生长历期和繁殖力。随拟水狼蛛受胁迫代数的增加,幼蛛存活率显著减少,生长历期显著延长。卵袋重量显著减轻,卵数目显著减少,卵体积显著升高。Cd处理还能显著降低拟水狼耐饥力。研究结果可为进一步研究环境中Cd沿土壤-昆虫-天敌传递、放大和生理耐受提供更为充分的理论依据。