香根草和鹅观草对Cu、Pb、Zn及其复合重金属的耐性研究

采用根伸长实验研究了香根草和鹅观草对重金属的耐性随着溶度的升高,耐性指数下降,当香根草和鹅观草受Cu2+、Pb2+、Zn2+单一污染时,三元素的危害作用依次为Cu2+>Pb2+>Zn2+;在Cu、Pb、Zn混合溶液中,其两种植物耐性指数的大小及变化与单一元素Cu溶液最为相似,Cu在溶液中起到主导因子作用;香根草与鹅观草相比,不论是受Cu、Pb、Zn单一污染还是三者的复合污染,香根草比鹅观草都具有较强抵制重金属的胁迫能力,其耐性指数大都大于0 5。因此香根草具有对重金属较强的耐性,在重金属污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料。     

温度逆境对不同品种黄瓜幼苗膜保护系统的影响

温度逆境胁迫后,黄瓜幼苗体内O2^-的产生速率和MDA含量均明显升高,温度逆境胁迫和常温恢复2d后,O2^-的产生速率都与各品系黄瓜幼苗对温度逆境的耐性呈负相关,说明在温度逆境胁迫过程中,活性氧确实是对黄瓜幼苗产生毒害的重要方式。在遭受温度逆境胁迫后,黄瓜幼苗体内酶促和非酶促防御系统均遭到破坏。AsA含量、CAT和POD活性均显著下降,低温胁迫后,对低温耐性强的品系SOD活性上升,对低温耐性弱的品系SOD活性降低。高温处理后,各品系SOD活性均降低。表明膜系统的损伤与细胞内自由基引发的膜脂过氧化有关。     

Cu2+、Pb2+胁迫对秋茄幼苗可溶性蛋白和抗氧化酶活性的影响

【摘要】为研究重金属胁迫对秋茄幼苗抗氧化系统的影响, 砂培红树植物秋茄幼苗一个月,研究不同重金属浓度(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1)和不同实验时间(0、3、7、14、28 d)对叶片的影响。测量的生理指标包括: 可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD), 实验条件下两种重金属对各项参数的影响一致。结果表明: 在特定浓度重金属处理下(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1), 可溶性蛋白含量随着时间的增加基本呈先升后降趋势; SOD活性呈降低趋势; CAT活性最初受到明显促进, 后促进作用减弱; POD活性变化规律并不一致。在相同处理时间下, 可溶性蛋白含量随Cu2+浓度的增加而降低, 在Pb2+处理下有所波动; SOD活性在各浓度条件下均降低; CAT活性基本呈降低趋势; POD活性呈先升后降的趋势。通过Pearson相关性分析和PCA分析表明, 可溶性蛋白含量与SOD、POD、CAT三种酶活性呈显著负相关关系, 相关系数分别为–0.401, –0.722, –0.521; 而SOD、POD和CAT活性则表现为显著正相关关系, SOD与POD的相关系数为0.359, SOD与CAT的相关系数为0.384, POD与CAT的相关系数为0.485, 说明三种抗氧化酶协同作用形成一条抗氧化链抵御重金属胁迫。     

小麦对Pb胁迫的生理生化反应研究

为了确定Pb污染土壤对植物生态系统造成的影响,运用植物幼苗早期生长实验,研究了Pb不同浓度(50、100、200、300)对小麦幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)以及叶片中叶绿素含量的影响。结果表明,Pb污染土壤对小麦的生理系统产生明显的影响,小麦叶片可溶性蛋白含量可以很好的指示土壤Pb污染的胁迫。在Pb胁迫下,小麦叶片MDA含量并没有显著增加;小麦植株叶片POD酶活能够被诱导而升高,小麦叶片中SOD酶活性没有一致的变化规律;幼苗受到损伤的明显症状之一是叶片叶绿素含量下降;重金属对小麦幼苗的毒害机理之一是抑制了蛋白质的生物合成。     

铅、锌及其交互作用对鱼腥草(Houttuynia cordata)叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

采用营养液培养方法研究铅、锌及其交互作用对鱼腥草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响。实验结果显示，随着Pb浓度的增加，鱼腥草叶绿素含量逐渐降低但无显著变化。Zn在一定浓度下能提高鱼腥草叶绿素含量，而在高浓度Zn胁迫下，叶绿素含量急剧下降。鱼腥草叶片中SOD、POD和CAT3种酶活性都是随着Pb浓度的增加先上升后下降。随着Zn浓度的增加，SOD和CAT也是先上升后下降，POD则是逐渐上升。Pb—Zn交互作用增加了鱼腥草叶绿素含量，对SOD和POD活性具有抑制作用，对CAT活性影响不明显。同时研究结果还表明，单一Pb、Zn对鱼腥草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响大于Pb、Zn二者的共同作用，其中高浓度Zn对鱼腥草的伤害作用最大，而当溶液Pb处理浓度达到400mg／L时，鱼腥草仍能正常生长，说明鱼腥草具有较强的耐Pb能力。     

锌、镉及其复合胁迫下白花泡桐幼苗的生理及富集特征

采用水培培养的试验方法,研究白花泡桐幼苗在锌 (Zn)、镉 (Cd) 单一及复合胁迫下的生理生化响应及对重金属的富集、转移特征变化。结果表明,单一及复合重金属胁迫下,白花泡桐的生物量、株高及过氧化物酶 (Peroxidase,POD) 活性均随处理浓度的增加而降低。在复合污染下,Zn、Cd在植株的株高及生物量上表现出拮抗作用。与对照比,单一胁迫下,随着Zn浓度的增加,白花泡桐叶绿素含量和过氧化氢酶 (Catalase,CAT) 活性先增加后减小,超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,SOD) 活性升高,地上部丙二醛 (Malondialdehyde,MDA) 含量先减小后增加;随着Cd浓度的增加,叶绿素含量和过氧化氢酶 (CAT) 活性升高,超氧化物歧化酶 (SOD) 活性及地上部丙二醛 (MDA) 含量先增加后减小,复合胁迫下,则表现出更加复杂的生理响应。白花泡桐幼苗对Cd的富集部位集中在根部;对Zn的富集部位集中在地上部,且转移系数大于1.00;Zn的加入会促进重金属向地上部分的转移;白花泡桐具有对复合重金属污染地进行有效的生态恢复的潜力。     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

近年来,全球气温不断升高,亚热带部分地区夏季高温和临时性干旱现象日益显著,高温与干旱严重威胁着植物的生存与生长。采用盆栽和人工气候室方式模拟不同的温度和土壤水分梯度,研究了高温与干旱复合胁迫对构树幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、活性氧代谢和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)高温或干旱单一胁迫下,构树幼苗SOD、POD、CAT活性增加,复合胁迫下,SOD和POD酶活性高于单一胁迫,且随着复合胁迫时间延长而升高。SOD活性受温度和土壤水分双因素影响极其显著,复合胁迫对SOD活性有一定程度的叠加效应;(2)复合胁迫下,活性氧代谢物与MDA含量均显著高于单一胁迫,表明复合胁迫加剧对植物的伤害。通过改变抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化的伤害作用是有限的。     

赣南钨矿区土壤重金属含量与植物富集特征

对赣州大余县境内四大国有钨矿(西华山、荡坪、漂塘、下垄)的尾砂库区土壤和植物重金属含量进行了分析,结果表明:尾砂库区土壤受到重金属Zn、Cd、Mo、Cu、Pb与W的污染,而且Cd和Mo含量较高;在4个尾砂库区中,下垄矿区尾砂库的重金属污染比其他3个尾砂库严重.4个尾砂库区共出现了53种植物,隶属31科52属,这些植物重金属富集系数的高低顺序为Zn＞Cd＞Mo＞Cu＞Pb＞W.另外,植物不同的耐性机制使它们对重金属的富集表现出不同特性,芒箕、龙葵、酸模等植物地上部富集较多重金属,可用于污染土壤的植物修复;乌毛蕨、梵天花和狗脊蕨等在根部富集较多重金属,可用于植物固化技术;狗尾草、鬼针草、白苏富集极少重金属,可作为矿区废弃地植被重建的先锋物种.     

黔西北铅锌矿区植物群落分布及其对重金属的迁移特征

重金属耐性植物和超富集植物的筛选、鉴定和驯化是植物修复技术研究与发展的关键。以黔西北4个不同恢复年限的铅锌矿为研究对象,通过群落生态调查利用聚类分析方法筛选出研究区域中重金属耐性植物优势种,并分析其对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的迁移富集能力。结果表明:4个矿区共发现高等植物22种,分属13科21属,筛选出9种重金属耐性植物优势种,其中转运系数大于1的植物有:黄花蒿(Cu)、珠光香青(Zn)、大叶醉鱼草(Zn/Pb/Cd)、野艾蒿(Cu/Zn/Pb/Cd);没有富集系数大于1的植物。其中大叶醉鱼草具有耐贫瘠、耐旱、生物量大等优势,可将其作为典型的重金属耐性先锋植物,用于矿区废弃地的植物修复。     

铅、锌及其交互作用对鱼腥草(Houttuynia cordata)叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

采用营养液培养方法研究铅、锌及其交互作用对鱼腥草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响。实验结果显示,随着Pb浓度的增加,鱼腥草叶绿素含量逐渐降低但无显著变化。Zn在一定浓度下能提高鱼腥草叶绿素含量,而在高浓度Zn胁迫下,叶绿素含量急剧下降。鱼腥草叶片中SOD、POD和CAT 3种酶活性都是随着Pb浓度的增加先上升后下降。随着Zn浓度的增加,SOD和CAT也是先上升后下降, POD则是逐渐上升。Pb-Zn交互作用增加了鱼腥草叶绿素含量,对SOD和POD活性具有抑制作用,对CAT活性影响不明显。同时研究结果还表明,单一Pb、Zn对鱼腥草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响大于Pb、Zn二者的共同作用,其中高浓度Zn对鱼腥草的伤害作用最大,而当溶液Pb处理浓度达到400mg/L时,鱼腥草仍能正常生长,说明鱼腥草具有较强的耐Pb能力。     

锌胁迫对桉树巯基物质含量及抗氧化酶活性的影响

通过桉树的水培实验,测定了不同浓度Zn胁迫下桉树的生物量,根和叶中Zn、巯基物质(非蛋白巯基,谷胱甘肽和植物络合素)和丙二醛(MDA)的含量,以及根中抗氧化酶的活性。从巯基物质含量和抗氧化酶活性的角度,探讨了桉树抵御Zn胁迫造成氧化性伤害的机制。实验结果表明,Zn浓度较低(20 mg/L和40 mg/L)时,根中MDA含量非显著性增加,抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性上升,叶中巯基物质含量非显著性增加。Zn浓度较高(120 mg/L和140 mg/L)时,根中MDA含量显著性增加,SOD、POD和CAT的活性下降,叶中巯基物质含量显著性增加。因此,低浓度Zn胁迫时,桉树中巯基物质和抗氧化酶系统对氧化性伤害有较好的缓解作用;高浓度Zn胁迫时,大量过氧化物积累,桉树中巯基物质和抗氧化酶系统对氧化损伤的缓解作用降低。     

Selenium-induced changes in activities of antioxidant enzymes and content of photosynthetic pigments in Spirulina platensis

Spirulina platensis exposed to various selenium （Se） concentrations （0, 10, 20, 40, 80, 150, 175, 200, 250 mg/L） accumulated high amounts of Se in a dose- and time-dependent manner. Under low Se concentrations （〈150 mg/L）, Se induced increases in biomass concentration, content of photosynthetic pigments, and activities of glutathione peroxidase （GPX）, superoxide dismutase （SOD）, catalase （CAT） and Gua-dep peroxidases （POD）, which indicates that antioxidant enzymes play an important role in protecting cells from Se stress. Higher Se concentrations （≥175 mg/L） led to higher Se accumulation and increases in activities of GPX, SOD, CAT and POD, but also induced lipid peroxidation （LPO） coupled with potassium leakage and decreases in biomass concentration and contents of photosynthetic pigment. The results indicate that increases in activities of the antioxidant enzymes were not sufficient to protect cell membranes against Se stress. Time-dependent variations in the activities of antioxidant enzymes, contents of chlorophyll a and carotenoid and the LPO level were also investigated under representative Se concentrations of 40 and 200mg/L. Opposite variation trends between SOD-CAT activities, and GPX-POD-APX activities were observed during the growth cycles. The results showed that the prevention of damage to cell membranes of S. platensis cells could be achieved by cooperative effects of SOD-CAT and GPX-POD-APX enzymes. This study concludes that S. platensis possessed tolerance to Se and could protect itself from phytotoxicity induced by Se by altering various metabolic processes.     

铜锌复合污染对铜富集植物大聚藻抗氧化酶活性的影响

以前期筛选的铜富集植物大聚藻为材料,采用两因素随机区组试验设计,通过盆栽试验研究了不同浓度铜锌复合污染对大聚藻抗氧化酶活性的影响,以揭示铜富集植物大聚藻对重金属的耐性机理,为芦溪河及其它类似污染河流的生态恢复与植被重建提供参考依据。结果表明:(1)铜锌复合污染条件下,大聚藻生物量都表现出低促高抑现象。(2)铜锌复合污染时,大聚藻MDA含量随铜锌浓度升高表现出先升高后降低的变化。(3)铜锌复合污染对大聚藻抗氧化酶系统活性均有不同程度的影响,低浓度铜锌复合污染对SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)和CAT(过氧化氢酶)有促进作用,而随浓度的升高则表现出不同的规律。研究发现,铜锌胁迫下,大聚藻细胞应急防御系统被启动,SOD、POD和CAT发挥作用,体内过量自由基及时被清除,使大聚藻能够保持高的耐性。     

Effects of Cadmium,Chromium and Lead on Growth,Metal Uptake and Antioxidative Capacity in <Emphasis Type="Italic">Typha angustifolia</Emphasis>

This study investigates the modulation of antioxidant defence system of Typha angustifolia after 30 days exposure of 1 mM chromium (Cr), cadmium (Cd), or lead (Pb). T. angustifolia showed high tolerance to heavy metal toxicity with no visual toxic symptom when exposed to metal stress, and Cd/Pb addition also increased plant height and biomass especially in Pb treatment. Along with increased Cr, Cd, and Pb uptake in metal treatments, there was enhanced uptake of plant nutrients including Ca and Fe, and Zn in Pb treatment. A significant increase in malondialdehyde (MDA) content and superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities were recorded in plants subjected to Cr, Cd, or Pb stress. Furthermore, Pb stress also improved catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione peroxidase (GPX) activities; whereas Cr stress depressed APX and GPX. The results indicate that enzymatic antioxidants and Ca/Fe uptake were important for heavy metal detoxification in T. angustifolia, stimulated antioxidative enzymes, and Ca, Fe, and Zn uptake could partially explain its hyper-Pb tolerance.     

抗氧化系统在海州香薷耐铜机制中的作用

利用溶液培养的方法研究了铜胁迫下海州香薷根系和地上部分MDA含量,各种抗氧化酶及非酶抗氧化系统的变化。结果表明,不同浓度铜处理8d后,海州香薷根系中MDA含量显著增加,叶片中则无显著变化;根系中SOD、POD、CAT、APX、GR活性和叶片中POD、SOD的活性随铜处理浓度的增加而显著增加,而50-200μmol·L^-1。铜处理条件下叶片中CAT、APX、GR活性与对照相比无明显差异。除CAT外,根系中这些抗氧化酶的活性都远远大于叶片中的活力。另外,实验结果表明,50μmol·L^-1 Cu^2＋对海州香薷的生物量并没有显著影响,当铜浓度达到100和200μmol·L^-1。时,铜则可显著降低海州香薷根系的生物量,对地上部生物量仍无显著影响。     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片、根系中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)在盐胁迫条件下,黄瓜幼苗生长受到明显抑制,其株高、地上部、地下部干鲜重均明显减小,同时体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和MDA含量,以及O2(÷)产生速率和SOD、POD、CAT活性均比对照显著升高.(2)盐胁迫下接种AMF可显著促进黄瓜植株的生长,进一步提高黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,而显著降低MDA含量和O2(÷)产生速率.研究表明,AMF可通过显著促进盐胁迫下黄瓜幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性.