磷缓解水鳖镉毒害的生理研究

研究了Cd对水鳖生理生化过程的影响及Pi对Cd胁迫的缓解作用。结果显示,Cd能抑制水鳖的代谢和生长,使叶绿素含量与光合速率下降,呼吸速率与可溶性糖含量增加,POD活性增强;当加入0.6mmol/L Pi后,能相对减轻Cd造成的毒害,表现出Pi对Cd的拮抗和缓解作用。     

Cd2+处理对菹草叶片保护酶活性和细胞超微结构的毒害影响

以不同浓度Cd^2 处理5d的菹草为实验材料,测定了叶片SOD,POD,CAT等生理生化指标的变化,并用透射电镜观察了Cd^2 对叶细胞超微结构,尤其是对叶绿体,线粒体和细胞核的损伤情况。结果表明：SOD活性,叶绿素含量随Cd^2 处理浓度的增加而下降,而CAT和POD活性都是在1mg／L浓度下达到峰值,而后降低。SOD对Cd^2 毒害最敏感,其次为POD和CAT。电镜观察发现：随Cd^2 浓度的增加,对细胞超微结构的损伤程度也加剧。表现为叶绿体膨大,被膜断裂、消失和叶绿体解体;线粒体变形,脊突膨大和空泡化;细胞核核仁分散,核膜断裂,核空泡化。并探讨了Cd^2 对植物的毒害机制。     

汞,镉污染对黑藻叶细胞伤害的超微结构研究

黑藻（Ｈｙｄｒｉｌｌａ ｖｅｒｔｉｅｉｌｌａｎ（Ｌ．ｆ．）Ｒｏｙｌｅ）植株分别在Ｈｇ＾２＋、Ｃｄ＾２＋梯度浓度的污染水中培养,在培养的时间段中（Ｈｇ＾２＋为３ｘｄ,Ｇｄ＾２＋为６ｄ）,随着浓度的递增,叶片逐渐出现均匀退绿症状。电镜观察发现,叶细胞遭受Ｈｇ＾２＋、Ｃｄ＾２＋毒害初期,高尔基体消失,内质网膨胀后解体,叶绿体中的类囊体和线粒体中的脊突胀成呈囊泡状,核中染色质涕 集。随着叶细胞遭受毒害程度     

Hg^2＋和Cd^2＋胁迫对满江红生理和细胞超微结构的影响

研究了在梯度浓度Hg^2 和Cd^2 胁迫下,满江红（Azolla imbricata(Roxb.)Nakai)的叶绿素含量,叶绿素a/b比值,光合放氧速率,呼吸速率,抗氧化酶系（超氧化物歧化酶（SOD）,过氧化氢酶（CAT）,过氧化物酶（POD）和细胞超微结构受He^2 和Cd^2 的毒害影响。结果显示：随着胁迫程度的增大,叶绿素含量,叶绿素a/b比值,光合放氧速率明显下降,呼吸速率均在2mg/L浓度下达到峰值,尔后下降;SOD,CAT,POD的活性均出现不同程度的应激性升高（除POD在Cd^2 处理时下降）,尔后下降,电镜观察发现,随着污染物浓度的增加和胁迫时间的延长,叶绿体出现膨大,破损和解体;线粒体嵴突膨胀和线粒体变形及空泡化;核染色质凝集,核仁消失。核膜破裂,实验结果表明：Hg^2 和Cd^2 污染不仅损害植物的生理活性,而且也破坏细胞的超微结构,最终导致植物死亡,随着Hg^2 和Cd^2 为3.0-3.5mg/L。对满江红鱼腥藻（Anabaena azollae Strasburger)细胞的超微结构变化观察表明,满江红鱼腥藻对Hg^2 和Cd^2 的耐受性明显高于满江红。     

不同浓度Hg^2＋对睡莲的毒害影响研究

主要研究了Ｈｇ＾２＋对睡莲的外部形态及叶绿素含量、过氧化物酶活性、硝酸还原酶活性。可溶性蛋白含量等生理指标的影响。结论是：Ｈｇ＾２＋对其外部形态的毒害程度与处理浓度和时间成正相关。１－５ｍｍｏｌ／Ｌ处理使叶绿素含量、硝酸还原酶活性上升,８－１０ｍｍｏｌ／Ｌ处理则下降;１－８ｍｍｏｌ／Ｌ处理过氧化物酶活性随浓度增加而上升,１０ｍｍｏｌ／Ｌ处理则下降,但仍高于对照;可溶性蛋白含量随处理浓度增加呈下降趋     

Pb2+对大蒜SOD,POD的影响及Ca2+的解毒作用

用不同浓度的Pb^2＋及Pb^2＋＋Ca^2＋处理大蒜,测定其超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性,研究Pb^2＋对大蒜SOD、POD的影响及Ca^2＋的解毒作用。结果表明：一定浓度的Pb^2＋能诱导SOD、POD活性,超过此浓度,SOD、POD活性下降,破坏其抗氧化防御系统;随着时间的延长,SOD、POD的活性先升后降,这是大蒜对逆境胁迫的一种适应;50mg／m^3的Ca^2＋对Pb^2＋有一定程度的解毒作用。     

水鳖叶片对不同浓度Pb2+胁迫的生理和结构响应

研究了不同浓度Pb~(2+)胁迫(0、10、20、30和50 mg·L~(-1))对水鳖叶绿素含量、可溶性蛋白含量、抗氧化系统、活性氧产生速率和细胞超微结构的影响。结果表明:随着Pb~(2+)浓度的增加,水鳖叶片总叶绿素、叶绿素a/b值、可溶性蛋白含量和CAT活性逐渐下降;SOD、POD、APX、GR活性、抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量先升后降;O_2~-·产生速率、H_2O_2、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量呈上升趋势;不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示,Pb~(2+)处理后,分子量为1 6.3kDa、55.0kDa的多肽含量减少,高浓度处理下分子量为23.1kDa、75.8kDa、94.0kDa的多肽条带消失;电镜观察发现,Pb~(2+)对水鳖叶片细胞的叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。Pb~(2+)破坏了水鳖正常代谢所需的生理和结构基础,打乱了代谢平衡,最终导致植物的衰亡。     

土壤镉污染对苎麻的生长毒害效应

通过微区定位试验 ,研究了土壤添加Cd对苎麻的生长毒害效应 .结果表明 ,高浓度Cd能够显著影响苎麻叶片中叶绿素总量及其组成 ,降低苎麻的光合生产力 .当土壤Cd浓度达到 14mg·kg-1时 ,苎麻地上部分生物产量降低 2 0 % ;Cd浓度达到 10 0mg·kg-1时 ,产量只有对照的一半 .影响苎麻经济产量的主导因子是有效分蘖数 .Cd对苎麻纤维品质的影响程度相对较小 .因此 ,将苎麻作为Cd污染区的替代作物栽植时 ,必须采取综合的土壤处理和培管技术 ,在降低土壤Cd的生物毒性的同时 ,提高苎麻对污染环境的耐受性 ,以实现较高的产量水平 .     

Cd2+污染水质对水花生根系抗氧化酶活性和超微结构的影响

在不同浓度Cd^2 污染下,水花生根中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性呈现先升后降的变化,但达到最大值时的Cd^2 污染浓度,SOD的更低,过氧化物酶(POD)的活性和可溶性蛋白含量呈现持续下降的变化趋势,可溶性蛋白的含量受Cd^2 的毒害更大。随着Cd^2 污染浓度的增加和胁迫时间的延长,根尖细胞中高尔基体消失,线粒体嵴突膨胀、变形及空泡化,细胞核扭曲成不规则形,核染色质凝集,这些变化反应在功能上表现为膜脂过氧化、能量供应不足,蛋白质合成受阻而含量下降,最终导致死亡。各项结果与Cd^2 皆表现出明显的剂量效应关系,污染浓度愈大毒害程度愈深。     

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。     

外源谷胱甘肽（GSH）对水鳖Zn2+毒害的缓解作用

研究在10 mg L-1 Zn2 毒害下外施10-50 mg L-1梯度浓度的还原型谷胱甘肽(GSH)对水鳖(Hydrocharis dubia)的保护酶(SOD、CAT、POD)活性、GSH、可溶性蛋白质、叶绿素、H2O2含量以及O2.-产生速率的影响。结果表明,相对单一的Zn2 毒害,施用外源GSH可明显减轻毒害症状,植物体内GSH含量增加了10.71%-35.71%,O2.-的产生速率最低降至78.2%,H2O2含量最低降至62.7%。植物体内可溶性蛋白含量和CAT、SOD、POD的活性最大分别增加了74.2%、108.2%、61.4%、19.5%。随GSH浓度增大,缓解能力下降,在培养液中最佳缓解浓度为20-40 mg L-1。     

外源多胺对铜胁迫下水鳖叶片多胺代谢、抗氧化系统和矿质营养元素的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源亚精胺(Spd)和精胺(Spm)对Cu胁迫下水鳖叶片3种形态多胺(PAs)、抗氧化系统及营养元素的影响。结果表明:(1)Cu胁迫使水鳖叶片腐胺(Put)急剧积累,Spd和Spm明显下降,从而使(Spd+Spm)/Put比值也随之下降。外源Spd和Spm显著或极显著逆转Cu诱导的PAs变化,抑制Put的积累,缓解Spd和Spm的下降,从而提高了(Spd+Spm)/Put比值。(2)外源Spd和Spm抑制了Cu胁迫诱导的多胺氧化酶(PAO)的增加,缓解了二胺氧化酶(DAO)的下降。(3)与单一Cu胁迫相比,Spd和Spm显著或极显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性和抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、游离脯氨酸(Pro)含量,从而降低了超氧阴离子(O2.-)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量,极显著降低了丙二醛(MDA)含量,缓解了Cu诱导的氧化胁迫。(4)外源Spd和Spm显著或极显著缓解了Cu胁迫下矿质营养元素吸收平衡的紊乱。以上结果均说明了外施Spd和Spm可增加水鳖对Cu胁迫的耐受性。     

镉胁迫对小麦幼苗生长及生理特性的影响

主要研究了重金属Cd污染对小麦生长和部分生理特性的影响。结果表明,叶绿素含量在0 2 5mmol·L-1Cd处理浓度时达到峰值,随Cd浓度的增加,含量下降。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随Cd浓度的增加而增加。丙二醛含量和细胞膜透性同样呈上升趋势。根系活力表现为先升高后下降的变化趋势。Cd胁迫下,小麦的生长受到一定程度的抑制,并随溶液中Cd浓度的增加,抑制加重     

重金属镉及其与锌组合对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶活性的影响

为了探讨利用黄瓜毛状根来修复重金属镉(Cd)污染的可能性, 研究了重金属Cd单独及其与锌(Zn)组合对黄瓜毛状根生长及其抗氧化酶SOD、POD活性变化的影响。结果表明, Cd≤10 mg/L仅在培养5~15 d间促进黄瓜毛状根生长, 使根增粗; 而Cd≥15 mg/L则抑制黄瓜毛状根生长, 浓度愈高抑制作用愈明显, 侧根变得短而细小。在供试的不同浓度Cd培养的黄瓜毛状根中, 除10 mg/L Cd外, 其余Cd浓度培养的黄瓜毛状根可溶性蛋白含量随着培养时间的延长而逐渐下降; 但其POD和SOD活性则随着培养时间的延长而逐渐升高。与对照(仅添加25 mg/L Zn)相比, 仅1 mg/L Cd+ 25 mg/L Zn组合在培养7~15 d期间促进黄瓜毛状根生长; 其余浓度Cd和25 mg/L Zn组合都抑制黄瓜毛状根的生长, 且Cd浓度愈高抑制作用越强, 侧根数目更少且短小, 侧根根尖变得肿胀; 同时, 除培养5 d外, 25 mg/L Zn和不同浓度Cd组合培养的黄瓜毛状根的生物量、POD和SOD活性均比单独添加对应浓度Cd培养的毛状根降低, 但其可溶性蛋白含量则较之明显提高。结果表明: 黄瓜毛状根具有较强的重金属Cd耐受能力, 高浓度Cd则抑制其生长; 而镉和锌组合会随着培养时间的延长而加重Cd对黄瓜毛状根生长的抑制作用。     

钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系保护酶同工酶表达的影响

以'新泰密刺'黄瓜为材料,采用营养液栽培方法,对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系SOD、POD和CAT同工酶进行了分析.结果显示,与对照相比,单纯低氧胁迫处理的黄瓜幼苗根系SOD和CAT同工酶活性先降低再升高, 而POD同工酶活性则持续升高;营养液增施4 mmol·L-1 CaCl2明显缓解了低氧胁迫对黄瓜植株的伤害, 其SOD、POD和CAT同工酶活性接近对照水平;与单纯低氧胁迫相比,营养液增施50 μmol·L-1 LaCl3显著抑制了幼苗根系SOD、POD和CAT同工酶活性的升高;营养液增施20 μmol·L-1三氟拉嗪(TFP)引起植株根系SOD、POD和CAT同工酶表达量的剧烈波动,随胁迫时间的延长SOD和CAT同工酶均先迅速升高后又迅速降低,而POD同工酶活性则迅速降低.研究表明,外源Ca2+增加了Ca2+向黄瓜植株体内的运输,促进了低氧逆境胁迫信号向体内的传递,提高了根系保护酶的表达量及其活性氧清除水平,从而增强了黄瓜植株耐低氧胁迫的能力.     

转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫体内三种保护酶活性的影响

用转Cry1Ab/Cry1Ac基因水稻的叶片饲喂稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis (Guenée)幼虫,采用酶活力测定方法研究了转基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫体内3种保护酶（SOD,CAT和POD）活性的影响。结果表明：取食转基因水稻叶片4 h后,幼虫体内SOD酶活性比对照提高了91.5%,与对照有显著差异;36 h后活性达到最大值,但与对照差异不显著。取食转基因水稻叶片24 h后,幼虫体内CAT酶活性达到最大值且高于对照,但与对照差异不显著;48 h后酶活性受到显著抑制,与对照差异显著。取食转基因水稻叶片12 h后,幼虫体内POD酶活性达到最大值,与对照差异不显著;48 h后酶活性逐渐下降达到最小值,比对照下降68.05%。实验同时测定了幼虫体内及其粪便中Bt毒蛋白含量的变化,结果表明取食转基因水稻叶片12 h后,随着大量取食进入体内的毒蛋白随粪便排出,幼虫体内的毒蛋白含量一直低于粪便中的含量,且在24 h时两者差异达到最大。由于Bt毒蛋白在幼虫体内的积累,扰乱了稻纵卷叶螟幼虫体内SOD,CAT和POD 3种保护酶的动态平衡,使虫体内自由基的清除遇到障碍,从而对其产生毒害作用。     

转基因水稻表达的Bt蛋白对拟环纹豹蛛（Pardosa pseudoannulata）体内保护酶活性的影响

把取食24h的转Cry1Ab／Cry1Ac基因水稻叶片的稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）幼虫,分别喂养拟环纹豹蛛3天、6天、9天、12天后,采用酶活力测定方法探究了转基因水稻表达的Bt蛋白对拟环纹豹蛛体内3种保护酶（SOD、POD和CAT）活性的影响。结果表明：就整体来看,实验期间处理组蜘蛛体内3种保护酶（SOD、POD和CAT）的活性均受到Bt蛋白的影响,且前期3种保护酶活性均表现不同程度的被抑制,明显低于对照组。在实验过程中,SOD活性随着处理时间的增加而逐渐增强,至处理第9天时达到最大值;同时处理组POD、CAT活性也随着处理时间的增加而增强,实验初期（前6天）均显著低于对照组,而至第9天则均高于对照组。由此可见,Bt基因在水稻体内所表达的Bt蛋白能够沿食物链传递至次级消费者,并且在一定程度上对次级消费者产生影响。     

Hg2+和Cd2+胁迫对满江红生理和细胞超微结构的影响

研究了在梯度浓度Hg2+和Cd2+胁迫下,满江红(Azolla imbricata (Roxb.) Nakai)的叶绿素含量、叶绿素a/b比值、光合放氧速率、呼吸速率、抗氧化酶系(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD))和细胞超微结构受Hg2+和Cd2+的毒害影响.结果显示:随着胁迫程度的增大,叶绿素含量、叶绿素a/b比值、光合放氧速率明显下降,呼吸速率均在2 mg/L浓度下达到峰值,尔后下降; SOD、CAT、POD的活性均出现不同程度的应激性升高(除POD在Cd2+处理时下降),尔后下降.电镜观察发现,随着污染物浓度的增加和胁迫时间的延长,叶绿体出现膨大、破损和解体;线粒体嵴突膨胀和线粒体变形及空泡化;核染色质凝集,核仁消失,核膜破裂.实验结果表明: Hg2+和Cd2+污染不仅损害植物的生理活性,而且也破坏细胞的超微结构,最终导致植物死亡;随着Hg2+和Cd2+胁迫的增大,细胞超微结构的损伤程度和植物的生理变化是同步的;植物受毒害的程度表现出明显的剂量效应关系;在同一处理时间和浓度下,Cd2+对满江红的毒性大于Hg2+.Hg2+对满江红的致死浓度为3.5～4.0 mg/L,Cd2+为3.0～3.5 mg/L.对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae Strasburger)细胞的超微结构变化观察表明,满江红鱼腥藻对Hg2+和Cd2+的耐受性明显高于满江红.