Zn对荇菜叶片保护酶活性、渗透调节物质含量和Ca2+定位分布的影响

本文以不同浓度Zn（0、5、10、15、20mg/L）处理9d的荇菜(Nymphoides peltatum (Gmel.)O. Kuntze)为实验材料,分析了Zn对叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、渗透调节物质（脯氨酸和可溶性糖）含量的影响,并用焦锑酸钙沉淀的细胞化学方法观察了Zn胁迫条件下叶肉细胞内Ca2+水平和分布的动态变化,以揭示水生植物对Zn胁迫的应答机制。研究结果表明,Zn明显抑制了SOD活性和刺激POD活性上升;脯氨酸和可溶性糖积累显著。电镜观察发现,正常条件下叶细胞中的Ca2+主要定位在胞间隙和液泡中,细胞基质和细胞核中较少。添加Zn后,胞间隙和液泡中的Ca2+逐渐进入细胞质,使细胞质中Ca2+浓度明显升高,特别是在质膜内侧和细胞核中出现大量较大的呈圆环状的钙沉淀颗粒。作者认为与保护酶活性紊乱相比,脯氨酸和可溶性糖在荇菜对Zn胁迫的适应中发挥更大的作用。同时细胞内Ca2+水平的增加,可能与许多生理生化过程的改变有关,其在质膜和细胞核等局部区域的大量分布,将会引发对植物的伤害,直至最终死亡。由此可见,荇菜体内多种防御系统同时对Zn胁迫做出反应,包括诱导胁迫相关酶（POD）活性,增加渗透调节物质（脯氨酸和可溶性糖）合成或含量以及改变疏松结合钙的亚细胞分布和含量等。     

铜胁迫对竹叶眼子菜叶片生理指标和超微结构的影响

通过溶液培养试验,研究了不同Cu2 浓度(0、2、4、6和8 mg.L-1)胁迫对沉水植物竹叶眼子菜叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量、保护酶活性、活性氧产生以及细胞超微结构的影响.结果表明:随着Cu2 浓度的增加,竹叶眼子菜叶片总叶绿素、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量逐渐下降;超氧化物歧化酶、过氧化物酶逐渐下降,而过氧化氢酶则呈先升后降趋势;超氧阴离子产生速率、过氧化氢、丙二醛和可溶性糖含量均呈上升趋势;不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示,Cu2 处理后,引起分子量为60.9、18.8、15.7、22.3和30.0 kDa多肽的表达量减少或消失;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;Cu2 对竹叶眼子菜的致死浓度范围在2~4 mg.L-1.     

Cr^6＋胁迫对槐叶苹叶片光合生理特征及超微结构的影响

采用不同浓度Cr6 的10%Hoagland营养液,于人工培养箱进行Cr6 胁迫培养槐叶苹,第7天测定其叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数、活性氧产生速率、膜脂过氧化产物的含量、抗氧化系统等的变化,并观察其细胞超微结构。结果显示:随着Cr6 处理浓度的增加,(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a/b(Chl a/Chl b)和荧光参数(Fv/Fm和Fv/F0)呈不同程度的下降趋势;超氧阴离子(O2-.)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)显著增加。(2)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)先升高后降低;抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和游离脯氨酸(Pro)也呈先升后降趋势,且始终高于对照。(3)超微结构主要表现为:叶绿体膨大、解体,被膜断裂、消失;线粒体嵴突消失、空泡化;核膜断裂、消失,核仁分散、核质散出。研究表明,Cr6 胁迫破坏了槐叶苹正常生理生化活动,并对叶片超微结构造成不可逆损伤,从而对槐叶苹产生毒害。     

镉在槐叶苹叶片中的蓄积及其生态毒理学分析

以分布广泛的浮水蕨类植物--槐叶苹为研究对象,用含不同浓度Cd(2.5,5,7.5 mg/L和10 mg/L)的10% Hoagland营养液培养7d,旨在分析Cd在蕨类植物中的蓄积及其诱导产生的毒理学作用.随着培养液中Cd浓度的增加,(1) 槐叶苹叶片中Cd含量极显著上升;(2) Cd处理造成槐叶苹叶片产生明显的矿质营养失衡症状,主要表现为显著增加了对Ca和降低了对P,K和Na的吸收;(3)叶绿素含量和叶绿素荧光Fv/Fm比值都逐渐降低;(4)抗氧化防御系统活性或含量紊乱,其中超氧化物岐化酶(SOD)活性下降最突出,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)和类胡萝卜素(Car)也都先升后降,膜脂过氧化产物MDA含量则显著增多;(5)可溶性蛋白含量一直下降;(6)透射电镜观察发现细胞超微结构损伤明显,主要为叶绿体膨胀和解体、线粒体嵴突减少和空泡化、细胞核核仁解体、核膜破裂、核质消失,并有晶体出现.结果表明槐叶苹虽然对水体Cd有一定的净化作用,但Cd浓度与毒害之间的剂量-效应关系明显;MDA含量的明显上升以及叶绿素和可溶性蛋白含量的显著下降标志着槐叶苹遭受到明显的氧化损伤;Cd破坏了槐叶苹进行正常生理活动所必需的生理和结构基础;SOD可以作为Cd诱导产生氧化压力的分子生物标志物和水体Cd污染的灵敏生态毒理学指标,Cd的半效应浓度为2.41mg/L,最大允许浓度为0.241mg/L.     

菹草对Hg2+胁迫的生理和结构应答反应

研究了不同处理浓度Hg2 对菹草叶片矿质营养吸收、叶绿素含量、可溶性蛋白、丙二醛含量、脯氨酸含量、谷胱甘肽含量以及细胞超微结构的毒害影响。结果表明,随着Hg2 浓度的增加,(1)菹草叶片叶绿素含量和可溶性蛋白含量逐渐下降,丙二醛含量和游离脯氨酸含量逐渐上升,谷胱甘肽含量则先升后降;(2)Hg2 对菹草的矿质营养吸收也产生了影响,主要是促进对Ca2 、Fe3 、Mg2 、Zn2 的吸收,降低对大量元素P、K 的吸收;(3)SDS-PAGE蛋白电泳图的条带随Hg2 浓度增加而逐渐减少,亮度也随之减弱,并且在5mg/L和7mg/LHg2 时导致了分子量为83.6kDa和51.3kDa多肽明显丢失;(4)电镜观察发现:随Hg2 浓度的增加,对细胞超微结构的损伤程度也加剧,表现为被膜断裂、消失和叶绿体膨大、解体。Hg2 破坏了菹草正常生理活动的结构基础和离子平衡,并造成功能紊乱。这些都是Hg2 对菹草产生毒害的重要原因。Hg2 对菹草的致死浓度范围应在1～3mg/L。