重金属离子对高等植物光合膜结构与功能的影响

由于现代工业的迅速发展,重金属离子对土壤和水质的污染日趋严重,它们作为一种逆境因子胁迫着植物的各种生理过程,而光合作用比呼吸作用对重金属离子具有更高的敏感性。近年来已报道了一些关于重金属离子对高等植物光合膜结构和功能发生影响的工作。本文现对这方面的研究近况作一简要叙述,并着重讨论重金属离子对光系统Ⅱ的抑制作用。     

酵母菌对重金属离子吸附的研究

以６属３３株酵母菌的活菌或死菌对重金属离子Ｃｕ２＋、Ｃｄ２＋和Ｎｉ２＋进行了吸附能力的初步研究。结果显示∶吸附时间、吸附温度、溶液的ｐＨ、共存离子和菌体的生理状态对吸附作用都有明显的影响。在优化组合后发现一株假丝酵母菌对三种重金属离子的吸附比为Ｃｄ２＋＞Ｃｕ２＋＞Ｎｉ２＋,每克活菌体吸附量分别为１７．２３ｍｇ＞１０．５７ｍｇ＞３．２ｍｇ。干菌体对三种重金属的吸附量较明显的低于活菌体的吸附量。     

几种重金属离子对沼泽红假单胞菌的生物效应*

研究了Hg^2 、Cu2 、Cd^2 、Cr(Ⅵ)和Pb^2 对光合细菌沼泽红假单胞菌的96h平均生长速度、细胞外渗液电导率、总蛋白质和细菌叶绿素含量的影响。结果表明,依据5种重金属离子对该菌的96h平均生长速度影响的实验结果,得出它们对该菌的毒性大小次序为Hg^2 ＞Cu2 ＞Cd2 ＞Cr(Ⅵ)＞Pb^2 。在Hg^2 、Cd^2 、Cr(Ⅵ)和Pb^2 的胁迫下,该菌细胞外渗液的电导率增加,且具剂量效应,而Cu2 并未使其细胞外渗液的电导率增加。Hg2 、Cu2 、Cd2 、Cr(Ⅵ)和Pb2 的胁迫均能导致该菌细菌叶绿素含量的降低,也存在剂量效应。但Hg2 、Cu2 、Cd2 、Cr(Ⅵ)和Pb^2 的胁迫对该菌总蛋白质含量没有显的的影响。     

重金属离子对黑斑蛙胚胎及蝌蚪的毒性影响

本文研究了5种重金属对黑斑蛙胚胎期及蝌蚪期的毒性作用,结果表明,各重金属离子对胚胎期中的孵化期和开口期毒性较大,其余各期毒性较小。各重金属离子对胚胎的毒性顺序为Hg     

重离子束对酵母细胞的失活与突变

双倍体酵母细胞Ｄ７经单核能为１１．４ＭｅＶ／ｕ的Ａｎ和Ｕ离子辐照后,测定了细胞随剂量的存活率和突变率。获得细胞对Ａｕ和Ｕ离子的失活截面分别为２．５４μｍ２和１．９２μｍ２。在存活率为３７％的条件下,Ａｕ、Ｕ离子的ＲＢＥ分别为０．２８和０．１９。在突变实验中,研究了ＤＮＡ断链后的重组与倒位,它们对Ａｕ和Ｕ离子的截面为：８．３×１０－２μｍ２［σｍ－ｒｅｃ（Ａｕ）］,９．５×１０－５μｍ２［σｍ－ｒｅｃ（Ｕ）］和６．１×１０－４μｍ２［σｍ－ｒｅｖ（Ａｕ）］和３．８×１０－５μｍ２［σｍ－ｒｅｖ（Ｕ）］．最后,对所获结果进行了讨论。     

六种重金属离子胁迫诱导鱼类细胞凋亡的研究

以草鱼（Ctenopharyngodon idellus）ZC7901细胞为研究模型,选用六种重金属离子进行胁迫诱导鱼类细胞凋亡试验.结果显示,在Cd²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺、Cu²⁺、As⁵⁺、Pb²⁺的胁迫作用下,ZC7901细胞均出现了明显的染色质凝集、趋边化、形成凋亡小体等凋亡形态特征,核酸电泳显示DNA发生特异降解而呈现电泳阶梯,用末端脱氧核糖核酸转移酶介导的dUTP切口末端标记（TUNEL）法,检测到DNA的3′-OH断端均被原位特异标记,表明六种重金属离子均能诱导鱼类细胞发生典型的凋亡.     

检测重金属离子生物传感器的研究进展北大核心CSCD

重金属污染广泛存在于环境中,它能通过生物富集作用对动植物及人类产生危害。利用分析化学方法检测重金属离子对其生物危害缺乏直接检定,生物传感器检测重金属离子吸引了越来越多的研究兴趣。对检测重金属离子的各种生物传感器进行介绍,并分析各种生物传感器的特点,指出依靠先进的生物技术研究方法和成果、了解生物传感器生物敏感材料的结构和功能,进一步开发能够自动操作的便携生物传感器是能够满足重金属污染检测要求的方法。     

金属离子对酵母胞内核黄素产量的影响

研究了金属离子对脆壁酵母 (Saccharomycesefragilis)RY 5胞内核黄素积累的影响 ,运用均匀设计方法进行了培养基优化。结果表明 :Mg2 + ,Zn2 + ,Fe2 + 对RY 5的核黄素产量有着显著影响 ,培养基中金属离子的最佳浓度为 :MgSO4·7H2 O 1 .1g/L ;CoSO4·7H2 O 2 8mg/L ;CuSO4·5H2 O 0 .0 1mg/L ;MnCl2 0 .0 2mg/L ;ZnSO4·7H2 O 3 4mg/L ;FeSO4·7H2 O 1 4mg/L ,RY 5的核黄素产量可达 1 40mg/kg。     

金属离子及CTAB对酵母细胞介电行为的影响——相互作用的模型化解析

利用介电谱方法详细研究了Cu2＋、Zn2＋、Cd2＋、Pb2＋、Al3＋、Ni2＋等金属离子以及阳离子表面活性剂CTAB：十六烷基三甲基溴化铵）对典型的真核细胞——酵母细胞介电性质的影响。在时间变化和浓度变化的情况下,对上述体系在40HZ～110MHz宽频范围进行了介电测量,Cole-Cole拟合确定了介电参数,定性讨论了不同试剂的时间和浓度的各种作用效果。通过无作用的对照细胞和有离子作用的作用组细胞10小时内的介电谱图比较发现,Cu2＋、Pb2＋及CTAB对酵母细胞介电行为的影响是以孵化时间依赖的方式发生;对有时间作用的三者选用不同的浓度进行作用,结果发现Cu2＋及CTAB对酵母细胞的作用同样是以浓度依赖的方式进行,而不同浓度的Pb”的作用效果接近。进一步,根据酵母细胞的结构特点采用双壳介电模型,理论计算了相参数,并结合细胞生理学知识对细胞受金属离子或特殊试剂作用后的相参数变化原因给予了解释;给出了金属离子,特别是Cu2＋以及CTAB与酵母细胞作用的可能机制。此外,模拟了实验条件下细胞悬浮液中各组成相参数对介电谱的依存关系,给出了一些有益的暗示：介电增量主要受细胞膜介电常数和细胞体积分数影响;特征频率尼与液泡膜介电常数以及细胞质的电导率等物理参数有关;而液泡内电导率支配高频的弛豫行为。这些模拟将对酵母细胞介电实时监测技术的实现提供基础参考。     

重金属对黄瓜籽苗发育影响的研究

选用黄瓜(Cucumis sativus)籽苗为材料,硫酸铜、醋酸铅、硫酸锌、氯化镉和氯化镍为化学处理试剂,研究它们对黄瓜籽苗的生长及其根尖细胞有丝分裂的影响。发现随着化学处理试剂浓度的增大,黄瓜籽苗根长度、苗高度、侧根数和最长侧根的长度均有所下降,其中下降最明显的是根长度。同样,根尖细胞有丝分裂的细胞数量明显减少,细胞分裂速率减慢。5种重金属盐中,硫酸铜的毒性最甚,氯化镉,醋酸铅次之。     

重金属对蚯蚓胃肠道上皮细胞超微结构损伤的研究

重金属污染区的白颈环毛蚓（Ｐｈｅｒｅｔｉｎｅｃａｌｉｆｏｒｎｉｃａ）胃肠道粘膜上皮细胞损伤的透视电镜观察,结果表明,重金属的轻污染区以及中,重污染区的新蚯蚓胃肠道粘膜上皮细胞均发生了不同程度的损伤,表现为上皮细胞的核周腔扩大,甚至解体, 时可见一线粒体肿胀,凝聚及线粒体嵴消失呈空泡变,高尔基复合体,内质网扩张,溶酶体增生,这些病变随污染程度的不同而不同,重污染区比轻污染要严重。     

甲壳低聚糖的微生态学效应

目的 :了解甲壳低聚糖的微生态学效应 ,为其开发为微生态调节剂提供实验依据。方法 :用甲壳低聚糖〔6 0 0 m g/ (kg· d)〕给正常小鼠、肠道脱污染模型小鼠及 STZ糖尿病模型小鼠连续灌胃 7d及 2 1d,用添加 0 .3%甲壳低聚糖的高脂饲料为高血脂症大鼠模型连续灌胃 4 2 d。各空白对照组均用等体积无菌盐水灌胃。而后分析各组动物肠菌群 ,并测定 STZ糖尿病小鼠血糖、高血脂症大鼠 TC及 HDL- C值。结果 :甲壳低聚糖可以优化正常小鼠肠菌群 ,双歧杆菌数较空白对照组明显增多 (P<0 .0 5 ) ,B/ E值为对照组19.3倍 ,可纠正实验动物因肠道脱污染、糖尿病及高血脂症所致的肠菌群失调 ,双歧杆菌或乳杆菌相应增加 ,与相应空白对照组比较 ,其差异均有显著性意义 ,可以明显降低糖尿病小鼠血糖及高血脂症大鼠血清TC值。结论 :甲壳低聚糖具有良好的微生态学效应 ,可作为微生态调节剂开发应用     

乐安江沉积物中金属污染的潜在生态风险评价

选择污染严重的乐安江河流沉积物为对象,利用风险因子Ｅ和风险指数ＲＩ等定量诊断工具开展沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价。根据风险指标体系和空间分异规律,将流域划分居不同特征的４种生态风险功能区。对比评价效果。潜在生态风险评价与地积累 情况大同小异,可以相互补充和借鉴。     

五节芒定居对尾矿砂重金属形态、微生物群落功能及多样性的影响

选择尾矿砂裸地和4个五节芒(Miscanthus floridulus)定居地(RI、RII、RIII和RIV)为样地, 分别研究了五节芒定居对尾矿砂重金属形态转化和微生物功能参数的影响。结果表明: 五节芒自然定居显著地提高了尾矿砂碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属比例(p＜0.05), 降低了尾矿砂残渣态重金属的比例(p＜0.05)。土壤微生物群落的纤维素分解作用、酚转化作用、固氮作用、氨化作用、硝化作用、有机磷转化作用、功能多样性、4类不同碳源(碳水化合(CH)、聚合物(PL)、胺类化合物(AM)和杂合物(ML))均随着五节芒自然定居显著提高(p＜0.05)。而氨基酸(AA)的利用强度却显著下降(p＜0.05)。典范相关分析(CCA)表明: 土壤微生物功能参数的总体变化与土壤碳酸盐结合态和硫化物-有机物结合态重金属的含量呈显著正相关, 与残渣态重金属含量呈显著负相关。该研究结果表明, 五节芒定居不仅促进了尾矿砂重金属朝着沉淀态和螯合态方面转化, 而且还显著地改善了尾矿砂微生物群落的功能发挥。因而, 五节芒在重金属矿业废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力。     

He－Ne激光照射酵母菌的生物学效应

激光照射酵母菌可产生一系列生物学效应。可刺激酵母的生长、繁殖,降低细胞内核酸含量。其效应进度与照射的激光剂量（光功率密度）密切相关。而且,酵母对低剂量连续多次的激光照射有一定的适应性。     

重金属离子对猪红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶的作用

猪红细胞膜Ca~(2+)-ATP酶是一种钙调蛋白(CaM)依赖酶,其活力又依赖巯基的完整性。实验应用Ca~(2+)-ATP酶这一模型体系观察到重金属离子,Pb~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)都能替代Ca~(2+),激活CaM,从而激活Ca~(2+)-ATP酶;其最大刺激活力分别为85％、80％和30％,半刺激浓度分别为32、27和0.7μmol/L。当三种重金属离子的浓度增加时,则与Ca~(2+)-ATP酶的巯基结合,抑制酶的活力,Pb2~(2+)、Cd~(2+)和Hg~(2+)的半抑制浓度分别为370、440和2μmol/L。抑制作用为渐进性过程,而刺激作用为即时效应。抑制作用可为巯基化物,特别是二巯基化物所逆转。研究结果提示,CaM可能是重金属中毒最初作用的靶分子,而重金属中毒不仅使CaM“开关”失灵,还可能导致细胞内Ca~(2+)的调节全面失控。