外源脯氨酸（Pro）对茶菱抗Cd2+胁迫能力的影响

以高等水生植物茶菱（Trapella sinensis Olive）为材料,研究了外施不同浓度的脯氨酸（Pro）对Cd²⁺毒害的缓解效应。结果表明,茶菱体内Pro含量在单一Cd²⁺毒害下明显增加,外施Pro后,显著降低;叶绿素和可溶性蛋白含量在单一Cd²⁺毒害下大幅下降,外施Pro后,失绿症状有所减轻;保护酶（SOD、CAT、POD）系统在单一Cd²⁺毒害下比例失调,平衡被打破,活性下降,外施Pro后,SOD、POD活性较对照升高,CAT持平,其比例维持在正常范围内;O^－₂产生速率在单一Cd²⁺毒害下大大加快,外施Pro后,其产生速率恢复正常水平;丙二醛（MDA）含量在单一Cd²⁺毒害下积累加剧,外施Pro后,积累程度有所降低。因此,外源Pro可以通过减轻叶绿素和可溶性蛋白的降解,促进蛋白合成,减缓MDA积累,降低O^－₂产生速率,增强保护酶活性来增强植物对重金属胁迫的抗性,增强植物对逆境的适应能力。本实验中Pro作用的最佳浓度范围为40~60 mg·L^-1。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响

为探明外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响,以甜瓜品种‘雪美’为材料采用营养液栽培,对盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)、盐胁迫下添加外源脯氨酸(100mmol·L-1 NaCl+0.2mmol·L-1 Proline)以及对照3种处理后甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)和脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性进行测定,并对OAT和ProDH基因进行克隆及半定量表达分析。结果显示:与对照相比较,盐胁迫条件下甜瓜幼苗叶片内Pro含量显著增加,P5CS活性增幅大于OAT活性,OAT基因表达量大部分时段内没有增加,ProDH活性下降,ProDH基因表达量减少;盐胁迫下添加外源脯氨酸进一步使幼苗叶片内Pro含量增加、OAT、ProDH活性提高、P5CS活性降低,并且使OAT基因表达量迅速增加、ProDH基因表达量先增加后回落。研究表明,盐胁迫条件下,甜瓜幼苗体内脯氨酸积累主要是通过增强脯氨酸的谷氨酸合成途径和抑制脯氨酸降解来实现;适量外源脯氨酸可以增强盐胁迫幼苗脯氨酸的鸟氨酸合成途径,但对谷氨酸合成途径有一定的抑制作用;通过调节合成和降解2种代谢途径进一步提高了脯氨酸含量,从而增强甜瓜幼苗耐盐胁迫能力。     

外源脯氨酸对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响

以高蛋白小麦品种“北农9549”为试材,研究喷施不同浓度脯氨酸(0、1.0、5.0和10.0 mmol·L^-1)对镉胁迫下小麦幼苗生长和重金属吸收的影响.结果表明： 以不施镉为对照,1.0 mmol·L^-1CdCl₂胁迫下,小麦幼苗的根长、株高和干质量分别显著下降24.0%、15.0%和27.5%,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分别显著下降23.3%、6.7%和30.8%,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了18.4%,内源脯氨酸、抗坏血酸和丙二醛(MDA)含量分别显著上升78.6%、31.5%和17.9%,细胞膜相对透性显著升高24.8%,过氧化物酶(POD)活性为对照的2.4倍,并且促进对铜的吸收,抑制锌的吸收.随外源脯氨酸浓度的增加,小麦幼苗的根长、株高、干质量、叶绿素和类胡萝卜素含量均逐渐恢复到对照水平,抗坏血酸、内源游离脯氨酸含量和SOD活性均上升,可溶性蛋白含量先上升后下降,POD活性、MDA含量和细胞膜相对透性下降,而锌积累量升高,镉、铜积累量下降.叶面喷施外源脯氨酸可缓解镉对小麦幼苗生长的胁迫,以喷施5.0～10.0 mmol·L^-1外源脯氨酸效果最佳.     

外源脯氨酸对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响

以高蛋白小麦品种“北农9549”为试材,研究喷施不同浓度脯氨酸(0、1.0、5.0和10.0 mmol·L-1)对镉胁迫下小麦幼苗生长和重金属吸收的影响.结果表明:以不施镉为对照,1.0 mmol·L-1CdCl2胁迫下,小麦幼苗的根长、株高和干质量分别显著下降24.0％、15.0％和27.5％,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分别显著下降23.3％、6.7％和30.8％,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了18.4％,内源脯氨酸、抗坏血酸和丙二醛(MDA)含量分别显著上升78.6％、31.5％和17.9％,细胞膜相对透性显著升高24.8％,过氧化物酶(POD)活性为对照的2.4倍,并且促进对铜的吸收,抑制锌的吸收.随外源脯氨酸浓度的增加,小麦幼苗的根长、株高、干质量、叶绿素和类胡萝卜素含量均逐渐恢复到对照水平,抗坏血酸、内源游离脯氨酸含量和SOD活性均上升,可溶性蛋白含量先上升后下降,POD活性、MDA含量和细胞膜相对透性下降,而锌积累量升高,镉、铜积累量下降.叶面喷施外源脯氨酸可缓解镉对小麦幼苗生长的胁迫,以喷施5.0～10.0 mmol·L-1外源脯氨酸效果最佳.     

Cd2+胁迫对石菖蒲生理生化特性的影响

通过水堵实验,研究了不同浓度(0、50、200、400μmol/L)下和不同时间内(3、7、11d)Cd2+对石菖蒲(Acorus ta-tarinowii Sehott)叶片抗氧酶活性、叶绿素含量、脂质过氧化程度以及脯氨酸含量的影响.结果表明:(1)超氧化物歧化酶(SOD)活性在3d时随着胁迫浓度的增大而增加,但7d和11d时都是在50 μmol/L浓度下达到峰值,然后降低,但都高于对照;除400μmol/L处理下SOD随胁迫时间延长呈先降后升的趋势外,其余浓度处理下均升高.(2)过氧化物酶(POD)活性在胁迫3d和7d时均随着胁迫浓度的增大而增加,11d时在200 μmol/L处理下达到峰值,然后降低;各浓度处理组均随着胁迫时间的延长POD活性呈下降趋势.(3)过氧化氢酶(CAT)活性在不同时间内随着胁迫浓度的增加呈先增后降趋势,并且各浓度处理组的CAT均随胁迫时间的延长而增加.(4)叶绿素含量在不同胁迫时间内均在200μmol/L处理下达到峰值,然后降低;除400μmol/L处理下的叶绿素随胁迫时间延长而增加外,其余浓度处理组均呈下降趋势.(5)丙二醛(MDA)含量和脯氨酸(Pro)含量均随着胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长而增加.研究结果分析表明石菖蒲对Cd2+胁迫有一定的耐受性.     

外源脯氨酸对受NaCl胁迫的蓝藻固氮活性的影响

营养液中NaCl浓度提高后,蓝藻的固氮活性下降,NaCl浓度越高,下降越大。在正常的光强条件下,外源脯氨酸可在一定程度上削弱NaCl对固氮活性的胁迫,NaCl浓度大者受到脯氨酸的良好效应大一些。加入光合抑制剂,光强减弱,添加外源蔗糖、厌氧环境、氮(N_2)的供给、H_2和O_2以及CO_2和N_2的加合时,脯氨酸的效用减弱或消失。     

Cd2+、Hg2+对菱幼苗生长及其超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性的影响

利用不同浓度Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋处理菱幼苗,研究重金属离子对菱生长、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性的影响,比较Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋对同一植物的毒性差异。Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋各处理浓度均抑制菱幼苗生长,使叶绿素含量下降,但Ｃｄ２＋的抑制作用比Ｈｇ２＋的作用明显。Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋对ＳＯＤ、ＰＯＤ活性有不同的影响效果：Ｃｄ２＋处理最初诱导ＳＯＤ、ＰＯＤ活性升高,但随浓度加大时间延长酶活性急剧下降;Ｈｇ２＋处理的酶活性变化相对平缓,其中５μｍｏｌ／Ｌ和１０μｍｏｌ／ＬＨｇ２＋处理的ＰＯＤ活性持续上升。实验结果表明,在相同处理时间和浓度条件下,Ｃｄ２＋比Ｈｇ２＋对菱的毒性要大。依据实验结果,作者探讨了重金属对植物的毒害机制     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗硝酸还原的影响

采用营养液水培方法,以＂雪美＂品种甜瓜（Cucumis melo L.）为材料,研究了外源脯氨酸（Proline）对盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系硝酸还原的影响。结果表明：（1）盐胁迫提高了甜瓜幼苗叶片和根系内铵态氮（NH4＋-N）和可溶性蛋白含量;降低了硝态氮（NO-3-N）含量和硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）活性。（2）外源施用脯氨酸明显地提高了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NO-3-N和可溶性蛋白含量;降低了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NH＋4-N含量;增强了盐胁迫下甜瓜幼苗体内NR活性。研究结果表明,外源脯氨酸可以通过调节甜瓜幼苗体内硝酸还原酶活性和氮化合物含量来缓解盐胁迫对甜瓜幼苗植株的伤害。     

外源亚精胺对荇菜抗Hg2+胁迫能力的影响

3 mg/L的Hg2降低了叶内亚精胺(spermidine,Spd)、精胺(spermine,Spm)含量,促进了腐胺(put resci ne,Put)合成,喷施Spd可提高叶内Spd、Spm含量,对Put含量则在低浓度下使其下降、高浓度(将近1mmo1/L)下使之上升.3mg/L的Hg2 可显著降低SOD、CaT、APx活性,提高02-产生速率,导致膜脂过氧化物(MDA)过量积累,造成叶绿素、可溶性蛋白大幅度下降.而喷施Spd可减轻Hg2 处理的这些作用,喷施的最适浓度为0.1～0.5 mmol/L.     

外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢的影响

以小桐子幼苗为材料,设置盐胁迫(200mmol·L-1 NaCl)和外源水杨酸处理(0~2.0mmol·L-1 SA)水培试验,通过检测幼苗叶片脯氨酸含量、脯氨酸代谢关键酶活性及相关代谢酶基因的表达水平,研究了外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢机理的影响。结果显示:(1)外源0.9mmol·L-1 SA处理可显著提高盐胁迫下小桐子幼苗的脯氨酸含量,上调脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)活性,以及上调JcP5CS和JcOAT基因的表达水平。(2)SA也显著抑制了脯氨酸降解酶ProDH的活性及JcProDH基因的表达水平。(3)SA处理还显著提高了盐胁迫下小桐子幼苗的组织活力,降低了叶片电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量。研究发现,外源SA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和鸟氨酸途径,以及抑制脯氨酸的降解途径来促进盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累;外源SA处理也可提高小桐子幼苗的耐盐性,且这种提高可能与SA诱导脯氨酸的积累密切相关。     

Cd2+胁迫对小麦幼苗生长及呼吸作用的影响

以小麦品种郑州9023为材料,研究了不同浓度Cd2 胁迫对小麦幼苗生长及呼吸作用的影响.结果显示:(1)随Cd2 胁迫浓度的升高,小麦幼苗根和芽的呼吸速率及琥珀酸脱氢酶(SDH)活性均呈先上升后下降的趋势.(2)Cd2 胁迫对小麦幼苗根中细胞色素氧化酶(COD)、苹果酸脱氢酶(MDH)、异柠檬酸脱氢酶(IDH)同工酶表达的影响较小,都呈低浓度诱导、高浓度抑制的效应,且Cd2 处理诱导了根中新的MDH、IDH同工酶带的表达;而不同浓度Cd2 对小麦幼苗芽中COD、MDH、IDH同工酶的表达影响较小.(3)随Cd2 胁迫浓度的增加,芽长、根长、芽干重、根干重均呈持续下降的趋势,且对根的抑制作用明显大于对芽.研究表明,Cd2 胁迫可以改变小麦幼苗根和芽中SDH、COD、MDHI、DH等呼吸作用关键酶的活性或同工酶表达,从而影响其呼吸作用,最终抑制了幼苗的生长.     

Effects of Exogenous Spermidine on Antioxidant System Responses of Typha latifolia L. Under Cd2+ Stress

The effects of foliar spraying with spermidine (Spd), ranging in concentration from 0.25 to 0.50mmol/L, on the antioxidant system under Cd2 stress (range 0.1- 0.2 mmol/L Cd2 ) in Typha latifolia L.grown hydroponically were investigated in order to offer a referenced evidence for an understanding of the mechanism by which polyamines (PAs) relieve the damage to plants by heavy metal and improve the phytoremediation efficiency of heavy metal-contaminated water. The results showed that Cd2 stress inhydrogen peroxide (H2O2) and malondialdehyde (MDA) contents in both leaves and caudices. With theexception of superoxide dismutase (SOD) activity in the leaves, an increase in the activities of catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), and glutathione reductase (GR) was observed in both leaves and caudices,SOD activity was increased in caudices, and ascorbate peroxidase (APX) activity was increased in leaves following Cd2 treatment. The reduced glutathione (GSH) content in both leaves and caudices and the reductive ascorbate content in leaves was obviously increased, which were prompted by the application of exogenous Spd. Spraying with Spd increased the activity of GR and APX in both leaves and caudices,whereas the activity of SOD, CAT, and GPX was increased only in caudices following spraying with Spd.with Spd. The decrease in MDA was more obvious following the application of 0.25 than 0.50 mmol/L Spd.It is supposed that exogenous Spd elevated the tolerance of T. latifolia under Cd2 stress primarily by increasing GR activity and the GSH level.     

外源Ca2+浸种对Cd2+胁迫下红三叶种子萌发和幼苗生长及其生化特性的影响

用不同浓度Ca2 溶液浸种处理红三叶种子后、用0.1 mmol·L-1Cd2 溶液培养,探讨外源Ca2 对Cd2 胁迫下红三叶种子萌发、幼苗生长及其保护酶活性和子叶叶绿素含量的影响.结果显示:(1)0.1 mmol·L-1Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 胁迫的影响,可使红三叶种子发芽势、发芽指数及活力指数显著升高,全苗长、胚根长和胚根/胚芽显著增加(分别增加21.38%、44.06%和38.63%),并显著提高叶绿素含量(14.59%);(2)0.11、.0 mmol·L-1Ca2 浸种预处理均能显著提高Cd2 胁迫下红三叶幼苗子叶SOD活性(43.17%、218.95%)和POD活性(34.00%、14.28%),并显著降低其CAT活性(17.43%、29.19%)和MDA含量(21.92%、24.51%).结果表明,0.1mmol·L-1外源Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 (0.1 mmol·L-1)胁迫对红三叶种子萌发及幼苗生长及其保护酶活性的抑制作用,可明显提高红三叶幼苗对Cd2 胁迫的抵抗能力,缓解效果最优.     

Pb2+、Cd2+对3种水生动物致毒效应影响的比较研究

在特定时间（12、24、48、72h）内,研究了Pb^2＋和Cd^2＋对草履虫（Paramecium caudatum）、三角涡虫（Dugesia japonica）和中华圆田螺（Cipangopaludia viviparrus）3种水生动物的单一和联合毒性效应.结果表明：在同等条件下,Cd^2＋对三者的致毒效应都明显强于Pb^2＋;3种动物中,草履虫最敏感,而圆田螺耐受能力最强;随单一毒物浓度的增大以及暴露时间的延长,两者的致毒效应都显著增大,表现出明显的浓度—效应和时间—效应关系;二者复合作用时,对3种动物的致毒效应主要表现为与二组分的浓度比例有关.复合致毒效应也表现出了明显的浓度—效应关系,并且浓度和暴露时间的交互作用对3种水生动物毒性都有显著的影响.     

Cd2+对蚕豆根生长发育的影响

目的探明Cd^2＋对蚕豆根生长发育的影响及其规律,为培育耐Cd^2＋新品种提供一定的科学依据。方法以不同浓度的Cd^2＋处理蚕豆根,然后在不同时间检测其色泽、弯曲程度和长度变化,同时利用改良的苯酚品红染色,在显微镜下观察根尖细胞的有丝分裂。结果当Cd^2＋浓度〈10μmol／L时,它能促进根的生长和细胞有丝分裂,但对根的色泽和弯曲程度的影响不明显。在Cd^2＋的浓度〉10μmol／L后,则逐渐使根色泽加深,弯曲程度增大,细胞有丝分裂指数下降,生长减慢。结论Cd^2＋对蚕豆根生长发育有影响,其影响的程度与Cd^2＋的浓度和处理时间有关。     

Cd2+对绿球藻生长及生理特性的影响研究

重金属对水环境的危害是人们日益关注的问题。随着经济的迅猛发展,工农业生产过程中排出的有害重金属离子日益增加,如：汞、镉、铅、铜、锌、铬、镍等,造成水体受到不同程度的污染。过量的重金属离子如铜、锌、镉等对生物体具有毒性,并可通过食物链进入人体而引起各种疾病。这些污染物不仅直接危害人体健康,破坏自然环境,而且还会给国民经济造成重大损失。     

铝、镉对小麦幼苗生长的影响及其DNA损伤效应研究

本研究旨在探索Al^3＋、Cd^2＋对小麦幼苗生长的影响及其DNA损伤效应。结果表明：（1）所试浓度Al^3＋、Cd^2＋不仅不同程度抑制2d龄和12d龄幼苗根系和地上部分的生长,而且表现明显的DNA损伤效应;（2）除Al^3＋对幼苗地上部分鲜重、干重的影响及Cd^2＋对幼苗根系生长速率的影响外,其余生长指标显示2d龄幼苗比12d龄幼苗对Al^3＋、Cd^2＋更敏感,这与导致2d龄幼苗DNA损伤的Al^3＋、Cd^2＋浓度明显低于12d龄幼苗的结果一致。研究结果表明,DNA损伤可能是Al^3＋、Cd^2＋抑制2d龄和12d龄小麦幼苗生长的重要原因之一。     

镧对镉胁迫下大蒜幼苗生长及镉积累的影响

采用土培实验研究了镧(La²⁺)对镉(Cd)胁迫下大蒜幼苗生长及Cd积累的影响。结果表明：低浓度Cd（＜5 mg·kg^-1）对大蒜生长有微弱的促进作用而高浓度Cd对其有明显抑制作用。外施系列浓度La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗生长具有明显的缓解效应,单株鲜重、干重、根长及地上部分高度均具有明显或不同程度的增加。测定结果表明,Cd主要积累在大蒜根部而向地上部分转运的较少,外施系列浓度La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗根系对Cd积累具有显著的抑制效应,同时也抑制Cd向地上部分转运。从外施La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗生长及大蒜对Cd积累情况来看,La²⁺的适宜缓解效应浓度是在Cd浓度为20 mg·kg^-1时,La²⁺浓度为10～15 mg·kg^-1;在Cd浓度为40 mg·kg^-1,La²⁺浓度为5 mg·kg^-1。