Cd2+胁迫对石龙尾超微结构的影响

以在不同浓度梯度Cd2+溶液中培养48h的石龙尾为实验材料,用透射电镜观察叶细胞超微结构的损伤,结果表明:Cd2+浓度越高,超微结构的损伤越严重。表现为核糖体数目减少;高尔基体膨胀或消失;线粒体出芽或破裂;质膜收缩产生质壁分离,胞间连丝断裂;叶绿体膨胀,类囊体解体,进而影响了细胞的整体功能,造成细胞损伤乃至死亡。     

Hg2+胁迫对浮萍体细胞DNA一级结构和抗氧化酶系的损伤(英文)

 主要从DNA一级结构及抗氧化酶系变化两方面,研究了Hg2+胁迫下浮萍体细胞的损伤。结果表明：运用随机扩增多态性DNA法（Random amplified polymorphism DNA, RAPD）和DNA梯法（DNA Ladder）,5～10 mg·L-1　Hg2+处理组可检测到基因组DNA的明显损伤,20 mg·-1 Hg2+已导致细胞坏死;RAPD法较DNA Ladder法更灵敏。本文还发现,活性氧和抗氧化酶系很可能参与了浮萍体细胞凋亡过程。低浓度的Hg2+胁迫可刺激抗氧化酶活性升高,以清除体内活性氧,而一旦活性氧水平超出一定域值,抗氧化酶活性急速下降,导致细胞凋亡。      

重金属Hg2+、Cd2+对西藏拟溞的急性毒性研究

在静置不换水条件下,研究了重金属Hg2+、Cd2+对西藏拟溞的急性毒性作用。结果表明,Hg2+和Cd2+对西藏拟溞的24hLC50分别是468.3441μg/L、12.3140 mg/L,48hLC50分别是124.3158μg/L、6.8183 mg/L,Hg2+、Cd2+对西藏拟溞急性毒性的安全浓度分别是2.6277μg/L、0.6271 mg/L。Hg2+对西藏拟溞的毒性大于Cd2+的毒性。     

表面活性剂、酸雨和Cd2+复合污染对蚕豆胚根细胞核的毒性

用蚕豆根尖微核技术研究了Cd²⁺单因子以及与表面活性剂、模拟酸雨复合污染时对植物细胞的毒性作用.结果表明,Cd²⁺浓度在0～10.0mg·L^-1范围内,对蚕豆胚根细胞微核的形成有强烈的诱导作用,Cd²⁺浓度6.0mg·L^-1时的细胞微核率为13.85‰,对照组的微核率为4.53‰,此时污染影响指数(PI)为3.06;当环境中存在表面活性剂LAS1.0mg·L^-1或pH值降到4.5和3.5时,同一Cd²⁺浓度下,蚕豆根尖细胞微核率、PI降低,同时伴有核变形,细胞中颗粒物增多,胚根组织不容易分散等症状,根的生长受到抑制,说明表面活性剂、酸雨对Cd²⁺的毒性有协同作用.pH3.5的酸雨环境中Cd²⁺对蚕豆细胞的损伤程度比pH4.5酸雨环境高.在检测高浓度、强毒性污染物的致突变效应时,应作至少3个稀释倍数,找出蚕豆根尖细胞最高微核率及PI.     

雷公藤红素抑制Cd2+诱导的神经毒性

镉(cadmium,Cd)是环境中常见的一种重金属,Cd^(2+)可以通过穿透血脑屏障,产生神经毒性,从而诱发各种神经退行性疾病,雷公藤红素是雷公藤的一种有效成分,具有抗癌、抗炎等一系列药理作用,本文探究雷公藤红素对Cd^(2+)诱导的相应神经毒性的影响作用。通过细胞增殖实验、细胞膜完整性实验、细胞形态实验探索了Cd^(2+)对小胶质细胞HMC3活力的影响;通过一氧化氮(NO)检测实验、脂质过氧化(malondialdehyde,MDA)检测实验、蛋白免疫印迹实验分析了Cd^(2+)的神经毒性以及雷公藤红素对Cd^(2+)诱导的相应神经毒性的影响。结果表明:与对照组相比,当Cd^(2+)浓度达到40μmol/L时,对HMC3细胞增殖抑制率为(57.17±8.23)%(P<0.01,n=5),继续增大Cd^(2+)浓度,细胞活性将进一步降低;当Cd^(2+)浓度达到40μmol/L以上时,HMC3的细胞膜明显受到破坏,并且破坏作用与浓度呈剂量依赖性关系;随着Cd^(2+)浓度的增加,细胞形态开始变化,贴壁效果变差。Cd^(2+)使HMC3细胞释放的NO量显著增加,而雷公藤红素能够有效地抑制Cd^(2+)诱导的HMC3细胞NO的释放;Cd^(2+)使HMC3细胞脂质过氧化水平显著增加,加入10^(-7) mol/L雷公藤红素后,MDA的释放量显著减少;Cd^(2+)会使p-PI3K蛋白含量增加,而加入了雷公藤红素(10^(-7)、10^(-6) mol/L)后,p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白的激活均被抑制,从而抑制了细胞凋亡。综上所述,雷公藤红素能够抑制Cd^(2+)诱导的小胶质细胞毒性,从而起到神经保护作用。     

Hg~(2+)胁迫对浮萍体细胞DNA一级结构和抗氧化酶系的损伤(英文)

主要从DNA一级结构及抗氧化酶系变化两方面 ,研究了Hg2 + 胁迫下浮萍体细胞的损伤。结果表明 :运用随机扩增多态性DNA法 (RandomamplifiedpolymorphismDNA ,RAPD)和DNA梯法 (DNALadder) ,5～ 1 0mg·L- 1 Hg2 +处理组可检测到基因组DNA的明显损伤 ,2 0mg·L- 1 Hg2 + 已导致细胞坏死 ;RAPD法较DNALadder法更灵敏。本文还发现 ,活性氧和抗氧化酶系很可能参与了浮萍体细胞凋亡过程。低浓度的Hg2 + 胁迫可刺激抗氧化酶活性升高 ,以清除体内活性氧 ,而一旦活性氧水平超出一定域值 ,抗氧化酶活性急速下降 ,导致细胞凋亡     

Fe2+、Cu2+、Zn2+对植物生理特性影响的比较分析

以浸水处理为对照系统分析了Fe2+、Cu2+、Zn2+等金属离子对植物胁迫损伤相关的7个生理指标,并应用数理统计学和生物化学的相关原理和方法从氧自由基伤害的角度比较分析了这三种离子处理对植物生理特性的影响。结果表明:不同离子处理由于对植物造成的胁迫损伤不同,因而它们对植物生理特性的影响效应也有明显差异,并且这种差异与其所处理的离子胁迫性质间存在显著的关联性。     

Zn诱导的菹草叶抗氧化酶活性的变化和超微结构损伤

本文以培养在不同浓度梯度Zn 溶液中的菹草为材料, 研究Zn 对植物的影响。培养第5天, 测定叶内抗氧化酶系统活性等指标的变化, 并用透射电镜观察对细胞超微结构的损伤。结果表明:低浓度(<20mg/L)在短期内(5d)未对菹草产生影响, 各生理指标呈上升趋势。当培养浓度为50mg/L 时SOD 和CAT 活性达到峰值, 而其他指标则下降:其中POD 活性和叶绿素含量高于对照, 而可溶性蛋白含量则比对照低。100mg/L 培养浓度各指标均明显降低。同时电镜观察发现过量Zn 损伤了细胞的超微结构。当培养浓度大于50mg/L 时, 叶绿体被膜断裂, 叶绿体解体。线粒体脊突膨大, 线粒体空泡化。细胞核核膜断裂, 核仁散开。这说明过量Zn 削弱了细胞抗氧化酶的活性, 同时对细胞超微结构产生致死性损伤, 从而导致细胞死亡。     

NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO₃胁迫(300 mmol·L^-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明: 随着NaHCO₃浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na⁺含量升高,300 mmol·L^-1NaHCO₃胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na⁺的外排增加,两种滨藜净Na⁺外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K⁺含量下降,Na⁺/K⁺升高,四翅滨藜叶片K⁺含量升高,Na⁺/K⁺降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca²⁺减少,Na⁺/Ca²⁺高于对照,叶肉细胞Ca²⁺外排;两种滨藜叶Ca²⁺含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca²⁺表现为内流.在NaHCO₃胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na⁺毒害.宁夏枸杞叶片Na⁺的积累抑制了对Ca²⁺的吸收;两种滨藜Ca²⁺的内流促使细胞质中游离Ca²⁺增加,增加的细胞质\[Ca²⁺\]cyt防治质膜H⁺ ATPase去极化,限制K⁺的外排,从而维持细胞内Na⁺/K⁺的平衡,其中四翅滨藜调控Na⁺/K⁺平衡的能力较强.     

镉对克氏原螯虾肝胰腺抗氧化系统的影响

采用毒性试验方法,研究了不同浓度Cd2+(1.72、3.44、6.89、13.77和27.55mg·L-1)对克氏原螯虾肝胰腺抗氧化酶(SOD、CAT、GSH-PX)和抗氧化物质(GSH、Vc)的影响.结果表明:超氧化物歧化酶(SOD)活性受低浓度Cd2+诱导和高浓度Cd2+抑制,且受抑制程度与Cd2+浓度呈正相关.过氧化氢酶(CAT)活性总体表现为先激活后下降,且在第3天达最大值,CAT活性对低浓度Cd2+(≤6.89 mg·L-1)暴露敏感,而高浓度Cd2+对其影响较小.谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性对Cd2+浓度敏感,当Cd2+≤6.89 mg · L-1时,GSH-PX活性先升高后下降,更高浓度下GSH-PX活性在暴露后第1天即表现出抑制作用.还原型谷胱甘肽(GSH)含量在Cd2+≤6.89 mg·L-1时始终被诱导,且均在第1天达最大值,而高浓度Cd2+(≥13.77 mg·L-1)对GSH含量影响不明显.维生素C(Vc)对Cd2+胁迫敏感,各处理组Vc含量在第1天均显著下降,且下降程度与Cd2+浓度呈正相关,之后具有一定的合成恢复能力.抗氧化酶和非酶抗氧化物质在抵御Cd2+胁迫反应中共同发挥作用,且大多表现出明显的时间和剂量效应性.GSH-PX和Vc可以作为Cd2+污染的潜在生物指示物.     

超富集植物对重金属耐受和富集机制的研究进展闫 研 李建平 赵志国 林庆宇(505) 狭叶香蒲吸收Cd2+的动力学特征

采用水培方法,加入Cd2+浓度为0、0.2、0.4、0.6、1、1.2、1.5mg·L-1,分别在4、8、12、24h研究狭叶香蒲幼苗吸收Cd2+的动力学特征。结果表明,狭叶香蒲对Cd2+的吸收基本符合Michaelis-Menten动力学模型。在上述几个时间段中,以0～4h时间段内狭叶香蒲对Cd2+吸收的最大吸收速率Vmax最大,Km最小,α值也最大,此时根系吸收能力最强。随时间的延长(4～24h),Vmax变小,但是净吸收速率V仍在增加。用V-C作图法和L-B作图法求解动力学参数结果差异不大,且两种方法曲线模拟的相关性均较好。     

镉对小麦幼苗脂质过氧化和保护酶活性的影响

小麦幼苗经镉胁迫后,随着镉浓度的增高,叶征和根系中的膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）的含量和过氧物酶（ＰＯＤ）活性明显升高,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性也有所提高。叶片中ＭＤＡ积累量和ＳＯＤ活性都高于根,而ＰＯＤ活性则是根高于叶片。随幼苗生长时间延长,叶片和根中的ＭＤＡ积累量增加,而ＳＯＤ活性却降低。     

匍茎翦股颖对Cu2+、Zn2+、Cd2+与Pb2+ 胁迫的生长响应与阈限浓度

采用砂培法,研究了匍茎翦股颖对Cu2+、Zn2+、Cd2+与Pb2+胁迫的生长响应及阈限浓度,结果表明:种子萌发率随着4种重金属浓度的增加而下降。对株高的影响是当重金属浓度小于100mg/L时会促进株高生长,高于100mg/L则产生抑制作用。Cu2+显著抑制根系生长,并随浓度的增加抑制效应愈加显著;在Cu2+浓度为600mg/L时匍茎翦股颖的根长比对照下降了93.75%。Cu2+、Zn2+、Pb2+浓度小于200mg/L时会促进地上生物量的增加,但高于200mg/L时,地上生物量会随着3种重金属的增加而减少。Cu2+、Zn2+浓度小于100mg/L或Cd2+、Pb2+浓度小于200mg/L会增加叶绿素的含量,高浓度会降低叶绿素的含量;Cd2+在浓度为600mg/L时显著降低叶绿素含量,与对照相比,下降了43.55%。匍茎翦股颖生长的综合效应分析表明,匍茎翦股颖对Cu2+胁迫最敏感,具有较低的阈限浓度,而Zn2+胁迫对匍茎翦股颖的生长影响最小,阈限浓度相对较高。     

Cd2+ uptake, Cd2+ binding and loss of cell K+ by a Cd-sensitive and a Cd-resistant strain of Saccharomyces cerevisiae

Abstract Uptake of Cd²⁺ into Cd-resistant cells was approximately four times lower than in Cd-sensitive cells of Saccharomyces cerevisiae . Binding of Cd²⁺ to the yeast cells increased during incubation of the cells in the presence of Cd²⁺. The increase in the binding was much higher for wild-type cells than for Cd-resistant cells. This increased binding is ascribed to permeabilization of part of the cells. There is no single relation between the relative rate of K⁺ efflux and the cellular Cd content as has been found previously for wild-type cells. The rates of K⁺ efflux were much less than those found for the wild-type cells. Only with short incubation periods of the cells with Cd²⁺ was the same dependence found between the efflux of K⁺ and the cellular Cd content for both types of cell. The discrepancies found after extended incubation of the cells with Cd²⁺ are ascribed to the fact that Cd-provoked K⁺ release proceeds via an all-or-nothing process and that K⁺ released from permeabilized cells can be reaccumulated in still intact cells. The latter proceeds more efficiently in Cd-resistant cells than in wild-type cells.     

Tamarix hispida metallothionein-like ThMT3, a reactive oxygen species scavenger, increases tolerance against Cd2+, Zn2+, Cu2+, and NaCl in transgenic yeast

A metallothionein-like gene, ThMT3, encoding a type 3 metallothionein, was isolated from a Tamarix hispida leaf cDNA library. Expression analysis revealed that mRNA of ThMT3 was upregulated by high salinity as well as by heavy metal ions, and that ThMT3 was predominantly expressed in the leaf. Transgenic yeast (Saccharomyces cerevisiae) expressing ThMT3 showed increased tolerance to Cd²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, and NaCl stress. Transgenic yeast also accumulated more Cd²⁺, Zn²⁺, and NaCl, but not Cu²⁺. Analysis of the expression of four genes (GLR1, GTT2, GSH1, and YCF1) that aid in transporting heavy metal (Cd²⁺) from the cytoplasm to the vacuole demonstrated that none of these genes were induced under Cd²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, and NaCl stress in ThMT3-transgenic yeast. H₂O₂ levels in transgenic yeast under such stress conditions were less than half those in control yeast under the same conditions. Three antioxidant genes (SOD1, CAT1, and GPX1) were specifically expressed under Cd²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, and NaCl stress in the transgenic yeast. Cd²⁺, Zn²⁺, and Cu²⁺ increased the expression levels of SOD1, CAT1, and GPX1, respectively, whereas NaCl induced the expression of SOD1 and GPX1.     

铜和镉胁迫对海洋青鳉摄食行为的影响

以海洋青鳉(Oryzias melastigma)为试验动物,分析了铜和镉两种重金属离子胁迫对海洋青鳉摄食行为特征的影响,包括摄食响应时间、摄食量、摄食成功率和摄食效率等参数。结果显示,随着Cu2+浓度的升高,开始时,海洋青鳉的摄食量有所升高,当Cu2+浓度达到0.087 mg/L时有最大的摄食量和最短的摄食响应时间。随后,摄食量出现下降,在0.174 mg/L时达到最低。低浓度的Cu2+还能提高海洋青鳉的摄食成功率和摄食效率,而Cu2+的高浓度和长时间暴露则降低海洋青鳉的摄食成功率和摄食效率。Cd2+对海洋青鳉的摄食行为具有明显的抑制效应, Cd2+抑制海洋青鳉摄食的最低可见效应浓度为0.65 mg/L,摄食量、摄食成功率和摄食效率均随着Cd2+浓度的升高而降低。此外,在Cu2+和Cd2+胁迫下,对食物的响应时间有性别差异,雌性显著短于雄性,还存在群体显著短于个体等现象。     

Effects of Cd2+, Mn2+, and Al3+ on rat brain synaptosomal uptake of noradrenaline and serotonin

Cd²⁺, Mn²⁺, and Al³⁺ inhibited synaptosomal amine uptake in a concentration-dependent and time-dependent manner. In the absence of Ca²⁺, the rank order of inhibition of noradrenaline uptake was: Cd²⁺ (IC₅₀ = 250 μM) > Al³⁺ (IC₅₀ = 430 μM) > Mn²⁺ (IC₅₀ = 1.50 mM), the IC₅₀ being the concentration of metal ions that gave rise to 50% inhibition of uptake. In the presence of 1 mM Ca²⁺, the rank order of inhibition of uptake was: Al³⁺ (IC₅₀ = 330 μM) > Cd²⁺ (IC₅₀ = 540 μM) > (IC₅₀ = 1.5 mM). The rank order of inhibition of serotonin uptake without Ca²⁺ was: Al³⁺ (IC₅₀ = 370 μM) > Cd²⁺ (IC₅₀ = 610 μM) > Mn²⁺ (IC₅₀ = 3.4 mM) and the rank order in the presence of 1 mM Ca²⁺ was: Al³⁺ (IC₅₀ = 290 μM) > Cd²⁺ (IC₅₀ = 1.5 mM) > Mn²⁺ (IC₅₀ = 4.0 mM). Ca²⁺, at 1 mM, definitely antagonized the inhibitory actions of Cd²⁺ on noradrenaline and serotonin uptake. Al³⁺ stimulated noradrenaline uptake at concentrations around 20–250 μM but inhibited this uptake at concentrations exceeding 300 μM in a dose-related fashion. Ca²⁺, at 1 mM, enhanced both the stimulatory and inhibitory effects of Al³⁺. Ca²⁺ also enhanced the inhibitory actions of Al³⁺ on seotonin uptake. These results, in conjunction with those we have previously published, suggest that Cd²⁺, Mn²⁺, and Al³⁺ exert differential and selective effects on the structure and function of synaptosomal membranes.