镉、铜和锌胁迫下黑藻活性氧的产生及抗氧化酶活性的变化研究

研究了不同Cd、Cu、Zn处理浓度对黑藻体内活性氧()产生及对抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的分子毒理学效应以探讨高等水生植物抗氧化酶对重金属胁迫的反应。结果表明,三种重金属都不同程度地加快了产生速率;Cu使SOD、POD、CAT活性下降;Cd也都减弱了SOD和POD活性,而CAT活性在0.5—5mg/L处理浓度时增加;Zn对SOD活性也为抑制作用,当浓度为0.5—5mg/L时POD和CAT活性都上升。关联度分析发现Cd、Cu和Zn胁迫下黑藻起主要保护作用的分别为SOD、POD和CAT,而SOD最易受到影响。Cd、Cu处理下的叶绿素含量也都呈下降趋势,而0.5—5mg/L的Zn浓度刺激了叶绿素合成。所有Zn处理、0.5mg/L的Cu处理和0.5—1mg/L的Cd处理的叶绿素a/b值都大于对照值。除了Cu使可溶性蛋白含量减少外,0.5—5mg/L的Zn和0.5—1mg/L的Cd都使其含量增加。综合起来,Cu的毒性最强,其次为Cd,Zn最弱。致死阈浓度分别为:Cu:0.5—1mg/L;Cd:1—2mg/L;Zn:5—6mg/L。SOD是评价重金属对沉水植物毒性效应的灵敏指标。黑藻对水环境Cu污染反应敏感。       

锌胁迫对桉树巯基物质含量及抗氧化酶活性的影响

通过桉树的水培实验,测定了不同浓度Zn胁迫下桉树的生物量,根和叶中Zn、巯基物质(非蛋白巯基,谷胱甘肽和植物络合素)和丙二醛(MDA)的含量,以及根中抗氧化酶的活性。从巯基物质含量和抗氧化酶活性的角度,探讨了桉树抵御Zn胁迫造成氧化性伤害的机制。实验结果表明,Zn浓度较低(20 mg/L和40 mg/L)时,根中MDA含量非显著性增加,抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性上升,叶中巯基物质含量非显著性增加。Zn浓度较高(120 mg/L和140 mg/L)时,根中MDA含量显著性增加,SOD、POD和CAT的活性下降,叶中巯基物质含量显著性增加。因此,低浓度Zn胁迫时,桉树中巯基物质和抗氧化酶系统对氧化性伤害有较好的缓解作用;高浓度Zn胁迫时,大量过氧化物积累,桉树中巯基物质和抗氧化酶系统对氧化损伤的缓解作用降低。     

Cu2+、Pb2+胁迫对秋茄幼苗可溶性蛋白和抗氧化酶活性的影响

【摘要】为研究重金属胁迫对秋茄幼苗抗氧化系统的影响, 砂培红树植物秋茄幼苗一个月,研究不同重金属浓度(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1)和不同实验时间(0、3、7、14、28 d)对叶片的影响。测量的生理指标包括: 可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD), 实验条件下两种重金属对各项参数的影响一致。结果表明: 在特定浓度重金属处理下(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1), 可溶性蛋白含量随着时间的增加基本呈先升后降趋势; SOD活性呈降低趋势; CAT活性最初受到明显促进, 后促进作用减弱; POD活性变化规律并不一致。在相同处理时间下, 可溶性蛋白含量随Cu2+浓度的增加而降低, 在Pb2+处理下有所波动; SOD活性在各浓度条件下均降低; CAT活性基本呈降低趋势; POD活性呈先升后降的趋势。通过Pearson相关性分析和PCA分析表明, 可溶性蛋白含量与SOD、POD、CAT三种酶活性呈显著负相关关系, 相关系数分别为–0.401, –0.722, –0.521; 而SOD、POD和CAT活性则表现为显著正相关关系, SOD与POD的相关系数为0.359, SOD与CAT的相关系数为0.384, POD与CAT的相关系数为0.485, 说明三种抗氧化酶协同作用形成一条抗氧化链抵御重金属胁迫。     

UV-B照射对烟蚜抗氧化系统的影响

为明确UV-B照射能否对烟蚜Myzus persicae造成氧化胁迫以及烟蚜酶促抗氧化系统在UV照射下的应答反应,本研究采用比色法,测定了UV-B照射不同时间(0、15、30和45 min)后,烟蚜体内的总抗氧化能力、丙二醛(MDA)和蛋白质羰基含量,及其体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的活性。与对照相比,UV-B照射时间为15和30 min时,烟蚜体内的总抗氧化能力、丙二醛和蛋白羰基含量显著升高,当照射时间延长至45 min时,均又恢复到对照水平。UV-B照射烟蚜15 min时,其体内CAT、POD和GST活性均显著升高;照射时间延长至30 min时,SOD活性、CAT和POD活性达到最大值,GST活性恢复到对照水平。当照射时间延长至45 min时,SOD、CAT、POD和GST的活性均恢复到对照水平。本研究表明UV-B照射对烟蚜造成氧化胁迫,使得烟蚜体内酶促抗氧化系统产生应激响应。     

矿区废弃地先锋植物齿果酸模在Pb、Zn污染下抗氧化酶系统的变化

作为云南矿区废弃地常见的先锋植物,齿果酸模(Rumex dentatus)已形成对重金属污染的耐性生态型,是理想的逆境生态学研究实验材料.为进一步揭示不同抗氧化酶在先锋植物幼苗早期抗逆境的耐性机理中的作用,采集了来自云南兰坪铅锌矿废弃地的齿果酸模,观察其幼苗多种抗氧化酶在实验室模拟的重金属Pb与Zn单一污染条件下(浓度分别为0,1,5,10,50,100,200 mg/kg)的变化特征.结果表明:随着Pb与Zn单一污染浓度的增加,(1)MDA含量持续上升,与对照相比,在200 mg/kg Pb或Zn单一污染下,MDA分别显著上升了427%和330%;而(2)SOD,POD与CAT三者活性变化特征则各有不同.其中SOD活性呈现先升后降的趋势,POD活性则持续上升;而CAT活性很低,在Zn污染下未检测出,Pb污染下其变化无显著规律.相关性分析结果表明,Pb与Zn单一污染导致先锋植物齿果酸模幼苗产生膜脂过氧化,而抗氧化酶系统在抵御这种不良影响的耐性机制中发挥了一定的作用,且不同酶发挥的效用不同,其中POD发挥了主要作用.     

干旱胁迫对马铃薯叶片生理生化指标的影响

为了验证干旱是限制植物生长发育的最主要因素之一。本研究通过控制土壤含水量的方法,对马铃薯栽培品种"紫花白"进行4 d、8 d、12 d和16 d的干旱胁迫,测定了马铃薯叶片在不同胁迫处理下总蛋白质、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)以及3种抗氧化保护酶:过氧化物酶(POD)、总超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)共6个生理生化指标的变化。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,Pro、MDA的含量显著增加,与对照相比增加幅度分别达到378.99%、630.51%;SOD和CAT的活性呈明显的上升趋势,上升幅度分别为121.24%和212.17%;POD活性在胁迫8 d之后开始上升;而总蛋白的含量减少。研究结果说明马铃薯通过一系列的生理生化的变化抵御干旱胁迫,可为马铃薯抗旱研究提供参考。     

盐胁迫对大米草幼苗某些生理指标的影响

研究了大米草幼苗在不同培养盐度(0、20、30、50、100mmol/LNaCl)下,MDA、游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量以及保护酶(SOD、POD、CAT)活性等生理指标的变化情况。结果表明:保护酶(SOD、POD、CAT)活性在盐胁迫40d前逐渐上升且达显著差异。随着胁迫时间延长,MDA含量与CK相比逐渐降低。随着盐分胁迫浓度的增加及盐胁迫时间延长,大米草叶片中游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量呈上升趋势。在盐胁迫下,渗透调节物质的积累作用是大米草对盐胁迫的主要响应过程,其体内的抗氧化保护酶在此过程中也发挥了重要的作用。     

锌、镉及其复合胁迫下白花泡桐幼苗的生理及富集特征

采用水培培养的试验方法,研究白花泡桐幼苗在锌 (Zn)、镉 (Cd) 单一及复合胁迫下的生理生化响应及对重金属的富集、转移特征变化。结果表明,单一及复合重金属胁迫下,白花泡桐的生物量、株高及过氧化物酶 (Peroxidase,POD) 活性均随处理浓度的增加而降低。在复合污染下,Zn、Cd在植株的株高及生物量上表现出拮抗作用。与对照比,单一胁迫下,随着Zn浓度的增加,白花泡桐叶绿素含量和过氧化氢酶 (Catalase,CAT) 活性先增加后减小,超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,SOD) 活性升高,地上部丙二醛 (Malondialdehyde,MDA) 含量先减小后增加;随着Cd浓度的增加,叶绿素含量和过氧化氢酶 (CAT) 活性升高,超氧化物歧化酶 (SOD) 活性及地上部丙二醛 (MDA) 含量先增加后减小,复合胁迫下,则表现出更加复杂的生理响应。白花泡桐幼苗对Cd的富集部位集中在根部;对Zn的富集部位集中在地上部,且转移系数大于1.00;Zn的加入会促进重金属向地上部分的转移;白花泡桐具有对复合重金属污染地进行有效的生态恢复的潜力。     

外源NO对2+胁迫下小桐子幼苗抗氧化能力的影响

为探讨外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对铜(Cu2+)胁迫的缓解效应,该试验以小桐子幼苗为材料,先通过小桐子幼苗根茎生长指标的变化筛选出后续实验适宜的SNP(0.2mmol/L)和Cu2+浓度(90mmol/L),再进一步考察SNP预处理对Cu2+胁迫下幼苗脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量及抗氧化酶活性的影响。结果显示:(1)Cu2+处理能诱导小桐子幼苗叶片中Pro和MDA含量显著升高,且过氧化氢酶(CAT)、超氧物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)及抗坏血酸专一性过氧化物酶(APX)的活性增强。(2)用SNP预处理能显著提高Cu2+胁迫下幼苗叶片Pro的含量,进一步增强叶片中CAT、SOD、POD和APX活性,降低MDA的含量。研究表明,0.2mmol/L的SNP能够通过提高小桐子幼苗的抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量来增强其抗氧化胁迫能力,从而显著缓解Cu2+胁迫对幼苗造成的氧化伤害,维持其正常生长发育。     

锌胁迫对彩色豆马勃体内锌的分布和活性形态及其抗氧化系统的影响

彩色豆马勃Pisolithus tinctorius可广泛与林木建立外生菌根,其共生可促进植物生长,提高植物对重金属的耐受性。然而,关于彩色豆马勃对重金属锌(Zn)胁迫的生理响应还不完全清楚。本研究在纯培养条件下,测定了Zn胁迫对彩色豆马勃生物量、Zn的活性形态和亚细胞分布,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)和黑色素含量的影响。结果表明,Zn胁迫抑制了彩色豆马勃的生长,在浓度为563 μmol/L时,达到半数最大抑制浓度(IC₅₀),在浓度为600 μmol/L时,生物量降低42.6%。Zn在彩色豆马勃中以活性较低的草酸盐、难溶于水的磷酸盐、果胶酸盐以及与蛋白质呈结合态或吸着态的形式为主。Zn胁迫显著提高了彩色豆马勃菌丝中CAT、POD和SOD活性,增加了GSH和黑色素含量,但对AsA的含量没有显著影响。本研究表明,彩色豆马勃主要通过调节Zn的分布及抗氧化系统,增加黑色素含量,增强对Zn的耐受性,为外生菌根真菌修复重金属污染土壤提供了理论支持。     

高温胁迫对筛豆龟蝽成虫抗氧化能力的影响

为探索筛豆龟蝽Megacopta cribraria (Fabricius)对高温的耐受性及其体内抗氧化系统对极端高温胁迫的响应机制.以25℃为对照温度,经高温37℃、40℃、43℃和46℃胁迫处理4h后,测定筛豆龟蝽成虫存活率及其体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性以及总抗氧化(T-AOC)能力和丙二醛(MDA)含量的变化.在37℃～46℃高温胁迫下,筛豆龟蝽成虫存活率与对照无显著差异,其体内SOD和CAT活性较对照组均显著增加,其中,SOD活性在37℃最高,随着温度进一步升高,其活性有所下降,但仍显著高于对照.CAT一直保持较高活性,随着处理温度的升高CAT活性呈逐渐升高趋势,在极端高温46℃时其活性最高.POD活性在37℃～ 40℃显著高于对照,43℃和46℃处理与对照无显著差异.T-AOC活性在各处理温度下均显著高于对照,且随着处理温度的升高T-AOC活性呈先升高后降低趋势.各处理MDA含量与对照无显著差异.筛豆龟蝽体内3种抗氧化酶的活力、总抗氧化能力和MDA在适应高温胁迫过程中发挥了重要作用.     

铜胁迫下链格孢菌对白车轴草生理生态的影响

通过盆栽实验研究了Cu胁迫下接种病原菌链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)生理生态指标的影响.结果表明:在未接种的对照组中,随着Cu浓度的增大(0~3000mg.kg-1),植株叶片失绿,生物量下降,叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素及叶片可溶性蛋白质含量下降;植物体内丙二醛(MDA)高度积累,细胞膜结构遭到损坏,电导率增大;植株活性氧清除系统受损,不能保持原有平衡,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,过氧化物酶(POD)活性升高.接种链格孢菌后,植株叶片色素、膜系统及保护酶系统的损伤均加重,与不接种对照组相比,相同浓度Cu处理的叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量、SOD和CAT活性均呈不同程度的下降,而电导率、MDA含量和POD活性则有所上升.     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

近年来,全球气温不断升高,亚热带部分地区夏季高温和临时性干旱现象日益显著,高温与干旱严重威胁着植物的生存与生长。采用盆栽和人工气候室方式模拟不同的温度和土壤水分梯度,研究了高温与干旱复合胁迫对构树幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、活性氧代谢和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)高温或干旱单一胁迫下,构树幼苗SOD、POD、CAT活性增加,复合胁迫下,SOD和POD酶活性高于单一胁迫,且随着复合胁迫时间延长而升高。SOD活性受温度和土壤水分双因素影响极其显著,复合胁迫对SOD活性有一定程度的叠加效应;(2)复合胁迫下,活性氧代谢物与MDA含量均显著高于单一胁迫,表明复合胁迫加剧对植物的伤害。通过改变抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化的伤害作用是有限的。     

干旱胁迫下荒漠植物红砂叶片抗氧化特性

以荒漠半荒漠地区优势种超旱生灌木红砂两年生植株为研究对象,测定了不同程度干旱胁迫下叶片膜脂过氧化和抗氧化特征参数,以探讨荒漠植物抗氧化系统对荒漠极端环境的适应机制.结果显示:红砂叶片过氧化氢(H2O2)含量随干旱胁迫加剧而显著增加,丙二醛(MDA)含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度的增加,可溶性蛋白含量随干旱胁迫的增加而显著降低;类胡萝卜素和脯氨酸含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;超氧化物歧化酶(SOD)活性随干旱胁迫加剧而显著提高,过氧化氢酶(CAT)活性在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;过氧化物酶(POD)活性在中度干旱胁迫下显著增加而在重度干旱胁迫下显著降低.研究表明,荒漠植物红砂叶片中胡萝卜素、脯氨酸、SOD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用, 而POD在重度干旱胁迫下没有起到积极保护作用.     

白茅生长及抗氧化酶系统对铜胁迫的生理响应

通过盆栽实验研究了重金属Cu递进胁迫对白茅幼苗生理生态及抗氧化酶系统的影响。结果表明,随着Cu浓度的增加,平均根长、平均株高、鲜重、干重以及叶片色素含量等指标先增后降,分别在Cu浓度500 mg/kg处达到峰值。最长根长和叶片可溶性蛋白含量则在1000 mg/kg处达到峰值。说明低浓度Cu（〈500 mg/kg）对白茅生长有促进作用,而高浓度Cu（〉1000 mg/kg）则对植株生长产生抑制作用。Cu胁迫还导致叶片细胞膜脂过氧化水平增高,表现为叶片MDA含量随Cu浓度增加而持续上升,其最大值达到对照的5.3倍。抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和多酚氧化酶（PPO）活性也随Cu浓度增加表现出先升后降的趋势,并均在Cu浓度为1000 mg/kg时达到峰值,但过氧化物酶（POD）活性持续上升,故系统受到高浓度Cu胁迫而失衡,不能有效清除植物体的自由基和过氧化物,使植物产生受害症状。     

镉、锌、铜胁迫对向日葵早期幼苗生长的影响

分析了3种重金属离子(Cd2+、Cu2+、Zn2+)对向日葵种子胚根伸长和早期幼苗生长的影响.结果表明,3种重金属离子对向日葵胚根伸长的抑制作用依次为:Cd2+>Cu2+>Zn2+.3种重金属胁迫明显降低了幼苗生长和叶绿素含量,并显著提高了H2O2水平.其中Cd2+胁迫引起幼苗H2O2爆发高于Cu2+和Zn2+胁迫.进一步分析植株抗氧化系统的变化发现,随着重金属离子浓度的增加,向日葵幼苗酶类抗氧化物质SOD和CAT的活性表现为先增加后降低的趋势;重金属胁迫提高了非酶类的抗氧化物质脯氨酸和GSH的含量.其中Cd2+和Zn2+胁迫对脯氨酸含量变化的影响大于Cu2+胁迫;而Cu2+胁迫对GSH含量变化的影响大于Cd2+和Zn2+胁迫.     

钒、汞胁迫对菜心幼苗生理生化特性的影响

通过水培实验研究了钒(V)、汞(Hg)单一和复合胁迫对四九黄菜心幼苗生理生化特性的影响。结果表明:随着胁迫强度的增加,丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性明显上升,与对照相比,MDA含量和细胞膜透性分别增加了8.4%～271.5%和22.4%～145.6%;叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降的趋势;重金属浓度较低时,3种保护酶均有较好的协同效应,表现出较强的自我调节能力;重金属浓度较高时,叶绿素含量和3种酶的活性呈下降趋势,表明在逆境环境因子下,植物的生理特征发生变化,酶活性受到抑制;V、Hg复合胁迫对蔬菜幼苗的毒害作用大于同水平单一胁迫效应。     

不结球白菜幼苗对中、碱性钠盐胁迫响应差异性研究

不结球白菜(Brassica campestris ssp. chinensis)是重要的蔬菜作物,近年来由于不合理的灌溉及栽培方式导致设施土壤次生盐渍化越来越严重,对蔬菜生产造成不良影响,盐碱胁迫也会抑制不结球白菜正常生长。以往有关不结球白菜耐盐碱研究更多的是关注中性盐对不结球白菜生长与生理的影响,而有关碱性盐对不结球白菜生长与生理的研究则较少。本研究通过水培实验,设置不同的盐碱胁迫处理,研究不结球白菜对中、碱性钠盐胁迫响应差异机制。研究发现:同等胁迫浓度下,相比于中性盐胁迫,碱性碳酸盐胁迫下不结球白菜幼苗的鲜重、生物量、各个叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量降低更多。相比也中性盐,碱性盐对不结球白菜抗氧化系统影响更大,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性更高MDA含量和质膜透性(MI)值更高,而过氧化酶(CAT)活性则在碱胁迫下较低。相比于中性盐胁迫,碱性碳酸盐胁迫下不结球白菜体内脯氨酸和可溶性糖的积累量更高,对不结球白菜渗透调节系统影响更大。根据实验结果得出,相比于中性盐胁迫,碱性碳酸盐胁迫对不结球白菜生长抑制作用更强,对其生理影响更大。     

NaCI胁迫对海滨木槿抗氧化系统和渗透调节的影响

以盐生植物海滨木槿为材料,不同浓度NaCl胁迫对其抗氧化酶活性、抗氧化物质和渗透调节物质含量的影响进行分析.结果显示随着NaCl浓度的升高,海滨木槿叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)的活性先升高后降低,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈持续下降趋势,但它们达到最高活性时的NaCl浓度不同;各处理的丙二醛(MDA)含量先下降后升高,但始终低于对照;抗氧化物质抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量均高于对照,且在200 mmol·L-1时达到最高;各处理渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸(Pro)的含量均较对照增加且升幅较大.研究表明,海滨木槿在NaCl胁迫下具有较强的活性氧清除能力和渗透调节能力,从而表现出较强的耐盐性.     

NaCl胁迫对海滨木槿抗氧化系统和渗透调节的影响

以盐生植物海滨木槿为材料,不同浓度NaCl胁迫对其抗氧化酶活性、抗氧化物质和渗透调节物质含量的影响进行分析。结果显示:随着NaCl浓度的升高,海滨木槿叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)的活性先升高后降低,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈持续下降趋势,但它们达到最高活性时的NaCl浓度不同;各处理的丙二醛(MDA)含量先下降后升高,但始终低于对照;抗氧化物质抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量均高于对照,且在200 mmol.L-1时达到最高;各处理渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸(Pro)的含量均较对照增加且升幅较大。研究表明,海滨木槿在NaCl胁迫下具有较强的活性氧清除能力和渗透调节能力,从而表现出较强的耐盐性。