镉诱导的菊芋幼苗膜脂过氧化和抗氧化酶活性及过氧化物酶同工酶的改变

用含有不同浓度(0~400μmol/L)Cd(NO3)2的Hoagland营养液处理砂培的菊芋。处理50d后,测定植物体内镉积累量以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,并对POD同工酶进行电泳分析。发现在Cd50~100μmol/L浓度内,随着镉浓度的升高,菊芋根和叶中镉的积累量显著增加,而随后积累量的增加有所减少。根和叶中MDA含量显著上升,说明镉引起了膜脂过氧化。0~100μmol/LCd处理,根和叶中POD活性随Cd浓度增加而增强,而在200~400μmol/LCd处理下有所减弱。根和叶SOD活性在50~200μmol/LCd处理下随Cd浓度增加而增强,而在400μmol/LCd处理下SOD活性明显受到抑制。根和叶CAT活性随Cd浓度升高而增强。电泳结果显示,POD同工酶变化明显,镉诱导出一条新酶带LP10。菊芋POD同工酶可以作为镉污染的土壤的生物指示剂。     

铝胁迫对黑大豆膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

以耐酸型黑大豆(丹波黑大豆,简称RB)和酸敏感型黑大豆(简称SB)为材料,在水培条件下分析不同浓度的铝胁迫对这两种黑大豆叶和根膜脂过氧化和抗氧化酶活性的影响。结果显示:RB的铝耐受能力比SB强;在不同浓度铝胁迫下RB叶和根中的H2O2和MDA上升幅度低于SB,SB的叶和根中膜脂过氧化程度大于RB。在不同浓度铝胁迫下,RB叶和根中的SOD活性与SB差异不大,而CAT活性在RB和SB的叶和根中均被诱导显著升高,POD活性在RB叶和根中有下降趋势但仍然显著高于SB。因此,与酸敏感型的黑大豆相比,耐酸型黑大豆在铝胁迫下具有较强的保护酶活性,使其膜脂受氧化损伤的程度较低,从而表现出更强的耐铝胁迫能力。     

珙桐幼苗生理生化指标对重金属铅、镉胁迫的响应

铅和镉在土壤中表现出很强的毒性,严重危害植物的生长发育.该研究着眼于中国特有濒危珍稀植物珙桐,探究盆栽实验条件下其抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及游离脯氨酸、可溶性蛋白对不同浓度重金属铅、镉胁迫的响应规律.结果表明:(1)不同浓度铅处理下,珙桐幼苗MDA浓度均显著高于对照组,而镉胁迫条件下除10 mg·kg-1浓度外...     

镉胁迫对旱柳光合作用和内肽酶变化的影响

通过水培方法,添加不同浓度CdCl2(0、5、25、50 μmol·L^-1)处理14 d,测定叶绿素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性、游离氨基酸含量及内肽酶活性,调查Cd对旱柳光合作用和内肽酶变化活性影响。结果发现：Cd处理降低了总叶绿素、叶绿素a、b含量; Rubisco活性随着介质中Cd浓度增加而降低;Cd抑制根和叶PEPC活性;同对照相比,根中游离氨基酸含量没有显著变化,而叶中游离氨基酸含量增加;不同浓度Cd处理降低根的内肽酶活性,高浓度Cd使叶内肽酶活力增加。这些结果表明,Cd通过降低叶绿素含量,促进叶内肽酶活性和抑制了CO₂羧化酶活性来影响旱柳光合作用。     

温度和紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统的影响

为探讨西藏飞蝗(Locusta migratoria tibetensis Chen)对环境的适应机制,报道了温度和紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统影响。以西藏飞蝗成虫为试材,研究5—20℃低温、30—45℃高温胁迫和紫外线辐射对其抗氧化酶活性和膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量的影响。在5—20℃低温胁迫下,成虫体壁和消化道超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量分别随温度降低而升高;在30—35℃高温胁迫下,成虫SOD、POD和CAT活性分别随温度升高而升高,当温度超过35℃时,3种氧化酶活性均下降。长波紫外辐射(UV-A)和中波紫外辐射(UV-B)对处理后24h和72h成虫的SOD活性的影响大于可见光,在UV-A、UV-B和可见光3种光波长处理下,成虫的POD和CAT活性随光照时间的延长而增加,其中UV-B对两种酶活性影响大于UV-A和可见光,表现为UV-B处理组>UV-A处理组>可见光处理组;UV-A和UV-B处理能导致虫体体壁MDA含量明显升高,且对脂质过氧化的诱导存在时间效应;雌虫体壁、雌虫消化道、雄虫体壁和雄虫消化道的MDA含量分别在UV-B72h、UV-A72h、UV-A72h和UV-B72h达最大值0.72、0.88、0.66和0.94 nmol/g鲜重。在20—5℃低温胁迫下,西藏飞蝗成虫抗氧化酶活性升高,能较好的保护自身免遭活性氧自由基的伤害;西藏飞蝗对高温忍耐力差,在高于35℃高温胁迫下,成虫SOD、POD、CAT活性均下降;在长波和中波紫外辐射下,西藏飞蝗抗氧化酶活性显著升高,是西藏飞蝗对紫外线辐射强度大的青藏高原的一种重要适应。     

镉胁迫对大弹涂鱼肝脏黄螵呤氧化酶和抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度镉离子对大弹涂鱼肝脏黄嘌呤氧化酶（XOD）、抗氧化酶（超氧化物岐化酶SOD、过氧化氢酶CAT）活性和丙二醛（MDA）含量的影响,以探讨其用于污染暴露的生物标记的可行性.结果表明,低浓度Cd²⁺（0.05 mg·L^-1）暴露使大弹涂鱼肝脏XOD和SOD活性随时间延长升高,第10天达到最大值,中高浓度暴露（0.5 和5 mg·L^-1 Cd²⁺）XOD和SOD活性显著或极显著升高;低和高浓度镉胁迫处理的CAT活性在12 h显著降低,随时间的延长低浓度组CAT活性恢复正常,高浓度组在第7天降到最低值, 并在恢复期的5 d中高浓度组CAT活性却极显著升高;低和中浓度镉胁迫处理的MDA含量12 h极显著升高,而高浓度却极显著下降,随时间延长低浓度恢复正常, 中浓度先上升后下降并到第5天达到最大值,而中高浓度在恢复5 d后MDA含量都极显著降低.     

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。     

土壤不同镉水平对马缨丹生长及其抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验方法,分别设置0(对照,不添加镉)、30、60、90、120、150、180、210mg·kg-1共8个土壤镉处理水平,研究土壤不同镉水平对马缨丹(Lantana comara L.)生长及其抗氧化酶活性的影响,以探讨马缨丹对镉胁迫的生理响应机制。结果显示:(1)随着土壤镉处理浓度的升高,马缨丹干重呈先升高后降低的趋势,30mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,而浓度高于60mg·kg-1时显著抑制马缨丹的生长。(2)马缨丹叶片和根系中O-·2产生速率、H2O2和MDA含量及电解质渗漏率均随土壤镉处理浓度的升高和胁迫时间的延长逐渐升高,胁迫90d时,叶片和根系中O-·2产生速率、H2O2和MDA含量及电解质渗漏率分别在镉浓度高于60和30mg·kg-1时显著低于对照。(3)叶片和根系抗氧化酶SOD、POD、APX和CAT活性随着土壤镉处理浓度的增加大体呈先升高后降低的趋势,并在镉浓度分别高于90和60mg·kg-1时,叶片和根系抗氧化酶活性显著低于对照。研究表明,低浓度镉处理土壤能促进马缨丹植株生长,而高浓度镉处理土壤显著降低了马缨丹体内抗氧化酶活性,导致活性氧大量积累,引起严重的膜脂过氧化伤害,从而显著抑制马缨丹植株的生长。     

镉胁迫对萝卜幼苗活性氧产生、脂质过氧化和抗氧化酶活性的影响

镉胁迫使萝卜幼苗超氧阴离子(O2)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量增加;随着镉浓度提高,超氧化物歧化酶(SOD)活性首先明显上升,然后逐渐下降,甚至低于对照;叶片过氧化氢酶(CAT)活性明显增加,根系CAT活性则减少;根系以及较高浓度镉处理后期叶片的谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著增加.由此推测:在胁迫初期可能主要由SOD和CAT发挥抗氧化作用,而在胁迫后期由于抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GsH)循环途径的激活,还原型谷胱甘肽和植物络合素含量的提高可能在清除活性氧或者直接螯合镉中起作用.     

低温胁迫下钼对冬小麦抗氧化防御系统及膜脂过氧化的影响

研究了低温（0～5℃）胁迫下钼对冬小麦抗氧化系统和膜脂过氧化的影响。结果表明,低温胁迫下施钼植株电解质渗漏率和丙二醛含量显著降低。施用钼肥提高了冬小麦叶片中抗氧化酶类如超氧化物歧化酶（SOD,EC1．15．1．1）、过氧化物酶（POX,EC1．11．1．7）和过氧化氢酶（CAT,ECl．11．1．6）的活性。低温胁迫下施钼对抗氧化酶（SOD、POX和CAT）活性提高幅度比常温下高。不论常温还是低温下,施铝均提高了冬小麦叶片中抗坏血酸和脯氨酸含量,低温胁迫下提高幅度更大。常温下缺钼和施钼处理后,叶片中类胡萝卜素含量差异不显著;低温下施钼后,冬小麦叶片类胡萝卜素含量显著增加。因此,低温胁迫下施钼植株活性氧清除能力增强、细胞膜伤害减轻可能是冬小麦抗寒力提高的原因之一。     

镉在旱柳中亚细胞分布及存在的化学形态

以2个旱柳无性系幼苗为材料,通过营养液培养并结合差速离心与化学试剂提取法,分析了不同浓度Cd2+胁迫下旱柳叶和根中Cd的亚细胞分布及其存在的化学形态.结果显示,(1)随着培养介质Cd2+浓度升高,旱柳无性系幼苗叶和根中各亚细胞组分Cd含量随之增加.叶片的Cd主要富集于细胞壁、叶绿体和可溶性部分,它们的含量分别占65%～69%、14%～22%、6.8%～7.7%,仅少量Cd发现于膜部分;而根中Cd主要积累于细胞壁和可溶性部分,其中含量分别占59%～66%和14%～25%,Cd在根亚细胞组分中积累量依次为细胞壁>可溶性部分>质体>膜部分.(2)旱柳体内Cd以不同的化学形态存在,大部分为HCl(FHCl)、NaCl(FNaCl)、醋酸(HAC,FHAC)提取态,极少部分为乙醇(EtOH,FEtOH)和水提取态(Fwater),叶和根中5种Cd提取态含量依次为FHCl>FNaCl>FHAC>Fwater>FEtOH,而叶和根中HCl和NaCl提取态Cd占有比例大于30%以上.研究表明,旱柳无性系中Cd主要与蛋白质和有机酸螯合或以金属磷酸盐沉淀的形态存在,其根、叶的细胞壁和液泡在Cd忍耐与解毒中起到重要作用.     

镉胁迫后旱柳转录组变化分析

随着重金属镉(Cd)应用范围的扩大,由此引发的土壤镉污染问题日益严重。以具有植物恢复潜力的旱柳Salix matsudana作为研究对象,探究不同浓度的Cd (2.5 mg/L, 50 mg/L)胁迫后旱柳无性系1 d、7 d和30 d后基因表达与代谢通路的变化。转录组测序结果表明:共获得102 595个非冗余基因(Unigenes),相同浓度不同时间的差异基因总数为26 623个和32 154个;相同时间不同浓度的差异基因总数为8 550个、3 444个和11 428个。从中筛选得到与Cd胁迫响应密切相关的基因25个,其中金属硫蛋白、ABC转运蛋白、锌和锰转运蛋白等基因的表达不仅会随着Cd胁迫浓度变化而且同时受到胁迫时间的改变而发生改变;油菜素内酯合成通路的ROT3和黄酮类化合物合成通路的FLS、F3H均明显上调。此外Cd胁迫引起旱柳在代谢过程、细胞过程、膜、细胞器、细胞、细胞部分、催化活化和结合蛋白这8个方面发生改变,参与这些GO条目的差异表达基因数随着Cd浓度和胁迫时间的增加而增加。并对转录组信息的可靠性用RT-PCR和酶活性生理实验数据进行了验证。文中通过转录组测序分析旱柳Cd胁迫后的响应机制,从而为旱柳修复土壤Cd污染提供理论指导。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响

为探究壳聚糖对增强玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制,以玉米(Zea mays L.)杂交种‘郑单958’为试验材料,采用室内Hoagland水培法,探讨外施100mg·L~(-1)壳聚糖对镉胁迫(80mg·L~(-1))不同时间(0h、24h、48h、72h和96h)下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响。结果显示:(1)镉胁迫显著抑制玉米幼苗根系生长,并诱导根系活性氧产生、抗氧化酶活性增加、内源激素的平衡受到破坏。(2)镉胁迫下,外施壳聚糖处理96h后根系干重提高16.1%,根系的O-·2产生速率和H2O2含量分别降低9.1%和19.2%,SOD、POD和CAT活性分别提高32.5%、20.4%和21.3%,IAA、ZR和GA含量分别增加34.4%、40.4%和42.5%,ABA含量减少19.1%,IAA/ABA、ZR/ABA和GA/ABA分别提升66.1%、73.5%和76.0%。研究表明,壳聚糖能够调控镉胁迫下玉米幼苗根系内源激素的含量及平衡,减轻胁迫对抗氧化酶系统的破坏,增强其清除活性氧的能力,从而降低镉胁迫对根系的毒害,提高玉米幼苗对镉胁迫的抵抗能力,为玉米抗逆栽培提供了理论及试验依据。     

Exogenous spermidine elevating cadmium tolerance in Salix matsudana involves cadmium detoxification and antioxidant defense

In this study, exogenous spermidine role on Salix matsudana tolerance to cadmium was evaluated. Spermidine and cadmium presented antagonistic effects on the biomass, copper and zinc concentrations in S. matsudana. cadmium mainly distributed in the cell wall of subcellular fraction; 46.97%–60.43% of cadmium existed in a sodium chloride-extracted form. Cadmium contents in roots, leaves, and twigs ranged from 2002.67 to 3961.00, 111.59 to 229.72, and 102.56 to 221.27?mg/kg, respectively. Spermidine application elevated cadmium concentrations in the roots, cuttings, and cell wall and the ratio of deionized water-extracted cadmium, but decreased cadmium levels in the twigs and leaves and the fractions of cadmium extracted by ethanol and sodium chloride, respectively. Putrescine and malondialdehyde were important indicators of cadmium-induced oxidative damage. Exogenous spermidine alleviated the accumulation of superoxide anion, hydrogen peroxide, malondialdehyde via promoting the levels of spermidine, soluble protein, superoxide dismutase, reductive ascorbate, glutathione reductase, and glutathione peroxidase in S. matsudana leaves under the corresponding cadmium stress. The results indicated that S. matsudana was a candidate for cadmium rhizoremediation and extraction in leaves; the spermidine application enhanced the cadmium tolerance of S. matsudana through promoting cadmium accumulation in roots, cell wall, and less bioactive chemical forms and the antioxidative ability.     

低氧胁迫对黄瓜幼苗根系无氧呼吸酶和抗氧化酶活性的影响

对两个抗低氧胁迫能力不同的黄瓜品种进行营养液水培,研究了低氧胁迫下植株根系中无氧呼吸酶和抗氧化酶活性的变化。结果表明,低氧胁迫下,黄瓜植株生长受到抑制,鲜重和干重显著降低,根系中蛋白质含量降低,而根系中乳酸脱氢酶（LDH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）、乙醇脱氢酶（ADH）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在低氧胁迫下显著提高,且提高的幅度与品种抗低氧胁迫能力的强弱有关,与“中农8号”相比,抗低氧性胁迫能力较强的“绿霸春四号”根系内LDH活性增幅较小,而ADH、PDC、SOD、POD和CAT活性增幅较大。说明较高的ADH、PDC、SOD、POD、CAT活性和较低的LDH活性有利于增强幼苗植株抗低氧胁迫的能力。     

不同品种万寿菊对镉胁迫的生长和生理响应

以6个万寿菊品种为研究对象,研究了不同浓度的重金属镉（Cd）胁迫（0、200、400、600 mg/L）对万寿菊基径、株高以及百叶重、茎叶重和单花质量等生长指标及其质膜透性（丙二醛、相对电导率）、保护酶活性（SOD、POD、CAT、APX）以及光合特性(叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率)等生理指标的影响。结果显示:(1)低于400 mg/L的Cd胁迫对6个万寿菊品种的基径、株高无明显影响,而百叶重、茎叶重和单花质量却随着Cd浓度的增加显著降低,尤其是‘大英雄’和‘迪阿哥’2个品种表现的抗性较差。(2)随着Cd胁迫浓度的增加,各品种丙二醛（MDA）含量和相对电导率（REC）显著增加,而其保护酶活性不同程度降低。(3)Cd胁迫降低了万寿菊的叶绿素Chl a+b含量和Chl a/b,且抗性差的品种降低的幅度更大;叶片净光合速率（Pⁿ）明显降低,但蒸腾速率(T^r)和气孔导度(G^s)相对降幅较小,对水分利用效率（WUE）影响较小。研究表明,不同品种万寿菊对Cd毒害响应存在明显的差异,且Cd胁迫下生理响应的差异是品种间耐性差异的重要原因之一;抗性差的品种在高浓度Cd胁迫下,光合作用能力降低,抗氧化系统酶的活性受到显著抑制,膜质过氧化加剧,且品种‘珍妮’和‘金门’的抗性强于其他品种,可选择作为Cd污染区栽植植物。