Ni^2＋对槐叶苹叶片生理特征及亚显微结构的影响

通过10%Hoagland溶液培养试验研究了不同Ni2 浓度(0、5、10、15、20 mg/L.)对槐叶苹叶片矿质营养元素吸收、叶绿素含量、可溶性蛋白、保护酶系统、活性氧水平以及细胞亚显微结构的胁迫影响.结果表明.随着Ni2 浓度的增加.①Ni2 对槐叶苹的矿质营养元素吸收的影响,主要是促进对Ca2 、Na2 、Zn2 、Fe3 、Mg2 的吸收,降低对Mn2 、Mo2 、P、K 的吸收.②叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白和可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(IAT)活性逐渐下降,且20 mg/L时数值均低于对照.而过氧化氧酶(POD)、超氧阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量逐渐上升,分别为对照的383%、168%、207%和131%.③不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS.PAGE)图谱显示,胁迫导致了相对分子质量(<17 200)的多肽增加,并诱导了94 000多肽的出现和35 000多肽蛋白条带表达量加强.④电镜观察发现,Ni2 胁迫也对叶肉细胞亚显微结构造成了损伤,主要表现为:细胞核核仁解体,染色质凝聚,核膜断裂;叶绿体类囊体膨胀.被膜破裂;线粒体嵴数目减少,线粒体呈空泡状.可见,Ni2 破坏了槐叶苹正常生理活动的结构基础和离子平衡.并造成功能紊乱.这些都是Ni2 对槐叶苹产生胁迫的重要原因.     

汞对水花生愈伤组织生理及超微结构的毒性效应

研究了Hg胁迫对水花生致密型愈伤组织叶绿素含量、可溶性蛋白含量、活性氧水平、抗氧化酶活性及细胞超微结构的影响.结果表明,随着Hg施加浓度的增加,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、可溶性蛋白含量呈先升后降趋势,叶绿素a/叶绿素b逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先升后降,而过氧化氢酶(CAT)活性呈逐渐下降趋势;同时,超氧阴离子(O2-·)产生速率、丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量均呈逐渐上升趋势.电镜扫描结果发现,Hg胁迫破坏了细胞膜系统,特别是对线粒体、叶绿体、细胞核造成了较为严重的不可逆的损伤,所观察到的核膜破裂方式主要是超量分泌膜泡.Hg对水花生愈伤组织的致死浓度范围为20～40μmol·L-1.     

Ni和V胁迫对翅碱蓬和棉花生长生理的影响

为探讨重金属Ni和V对翅碱蓬和棉花的胁迫作用,通过盆栽实验,研究了不同重金属含量对两种植物的株高、干重、叶绿素、过氧化氢酶、可溶性蛋白质和游离脯氨酸的影响。结果表明,2种植物对Ni+V的耐受阈值均为36 mg/kg+19 mg/kg。重金属浓度较高时,翅碱蓬和棉花的生长指标均受到抑制。2种植物叶绿素随着重金属浓度的升高而降低;过氧化氢酶活性在20 d内增加,以后迅速下降。随着重金属浓度增加翅碱蓬的可溶性蛋白前40 d上升,之后逐渐下降;而棉花的可溶性蛋白随着重金属浓度增加先上升后下降,随着时间推移不断下降。但是,2种植物的游离脯氨酸量均随重金属浓度的增加而升高。在Ni和V的共同胁迫下棉花比翅碱蓬更容易受到毒害。     

速生树种竹柳对重金属胁迫的生理响应

为探讨速生树种竹柳(Salix sp.)对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以竹柳三号和竹柳五号为试验材料,在重金属复合污染(镉、铜、锌)的水稻土条件下处理65 d后,研究了其叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和超氧化歧化酶(SOD)活性的响应变化.结果表明:重金属胁迫下,两种竹柳叶片的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均显著(p0.05)降低,而脯氨酸含量、过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)升高.重金属胁迫下,竹柳三号叶片的脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)低于竹柳五号,而叶绿素b含量和过氧化物酶活性反之.对照土壤中,竹柳三号的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著低于竹柳五号,叶绿素含量反之.两种竹柳的叶绿素a/叶绿素b值、丙二醛含量无显著差异.综上所述,叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量等可以作为竹柳耐重金属胁迫的评价指标.竹柳五号在重金属胁迫作用下可维持较高的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性,因此,竹柳五号比竹柳三号对重金属胁迫有更强的耐性.     

外源亚精胺缓解荇菜(Nymphoides peltatum)Cr6+毒害的生理研究

研究了不同浓度的Cr^6 胁迫下，荇菜叶中叶绿素含量、可溶性蛋白含量、O2^-产生速率、保护酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化及外施亚精胺后对上述各指标的影响．结果表明：(1)单一Cr^6 处理下，叶绿素和可溶性蛋白含量在Cr^6 浓度为1mg／L时达到最大值，而后迅速下降；外施亚精胺(Spd)可显著提高二者的含量，延缓它们的下降速度．(2)单一Cr^6 处理下，SOD、POD、CAT活性分别在2、4、2mg／L Cr^6 处理下达到最大值．而后下降；外施亚精胺可提高这三种保护酶的活性，使其上升或稳定时期变长，从而降低O2^-等活性氧的产生速率．由此可见外源亚精胺可缓解Cr^6 对荇菜的胁迫效应．     

铜胁迫对黄芪幼苗的生理学毒性与凹凸棒黏土的缓解作用

为探究黄芪幼苗对铜离子（Cu²⁺）胁迫的耐性机理以及凹凸棒黏土对Cu²⁺污染的缓解作用,研究了不同浓度CuSO₄（2~20mmol/L）胁迫对黄芪幼苗的生理学毒性与凹凸棒黏土的缓解作用.结果表明,2mmol/L CuSO₄胁迫使得根系Cu²⁺含量、H₂O₂（过氧化氢）含量、MDA（丙二醛）含量分别较对照显著上升1.82倍、1.04倍、2.14倍.CuSO₄胁迫浓度达8mmol/L时,根系SOD（超氧化物歧化酶）活性、根尖膜损伤程度和叶片Cu²⁺含量分别较对照显著上升1.13倍、1.12倍和2.62倍;同时,叶片PS Ⅱ（光系统II）实际光化学效率[Y（II）]、光化学淬灭系数（qP）、PSⅡ电子传递速率（ETR）和叶绿素含量较对照分别显著降低22.88%、24.44%、21.49%和28.31%,而NPQ和qN（非光化学荧光猝灭系数）则较对照分别显著上升2.35倍和1.58倍.根系POD（过氧化物酶）和CAT（过氧化氢酶）活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量在8mmol/L CuSO₄处理下达到最高值后呈下降趋势.CuSO₄浓度为15~20mmol/L时,根系APX活性和叶片光适应下PS II潜在最大光化学效率（F_v'/F_m'）,以及幼苗全株鲜重、全株干重、地下部鲜重、地下部干重较对照显著下降.在非CuSO₄胁迫条件下,基质中凹凸棒黏土的存在使得幼苗根系MDA含量较对照显著降低15.93%,但未对其它所测生理学指标产生显著影响;在20mmol/L CuSO₄胁迫条件下,基质中凹凸棒黏土的存在使得幼苗根系和叶片中Cu²⁺含量分别显著下降30.78%和23.12%;同时显著缓解了20mmol/L CuSO₄胁迫对根系活性氧水平、抗氧化酶活性、膜脂质过氧化程度、根尖膜损伤程度、可溶性蛋白和可溶性糖含量,叶片PS II光化学活性和叶绿素含量的不良影响,以及对幼苗生长的抑制作用.研究结果表明,培养基质中凹凸棒黏土的存在能够显著降低幼苗组织中Cu²⁺的生物有效性,继而缓解CuSO₄胁迫对黄芪幼苗的生理学毒性作用.     

镉对蓖麻耐性生理及营养元素吸收转运的影响

通过营养液栽培实验,研究了不同浓度Cd(0、25、50、100、200μmol·L-1)处理对能源植物蓖麻生长、生理特性、Cd积累以及营养元素吸收的影响.结果表明,200μmol·L-1的Cd处理使叶片、茎部鲜重和植株总鲜重分别下降了63.68%、55.21%和52.69%,根系鲜重则无显著变化;叶片过氧化氢和丙二醛含量分别提高了3.81和2.22倍,产生了明显的氧化胁迫作用;酸溶性巯基、还原型谷胱甘肽和植物络合素含量分别提高了1.73、12.63和1.62倍,GSH对于蓖麻Cd胁迫具有显著的缓解作用.根系Cd积累量和植株总积累量分别增加了3.15和2.41倍,蓖麻主要将Cd富集在其根系,有助于减轻Cd对地上部的毒害.Cd抑制蓖麻植株K和Ca的吸收,促进根系和茎部P吸收,高浓度Cd抑制P向叶片的转运;植株Zn和Cu含量、根系和茎部Mg含量表现为低促高抑,植株Mn含量及根系Fe含量表现为低抑高促.可见,Cd处理对不同营养元素的吸收有着不同的影响,应根据Cd胁迫条件下不同营养元素吸收特性来合理调控其供应.     

稀土元素铈对锌胁迫下小麦幼苗生长的缓解效应

为探究稀土元素铈（Ce）对锌（Zn）胁迫下小麦幼苗生长的缓解效应,通过水培试验,以百农307为试验材料,研究外源Ce对500 μmol·L^-1 Zn胁迫下小麦幼苗生长、Zn积累和生理特性的影响.结果表明,500 μmol·L^-1 Zn胁迫显著抑制了小麦幼苗叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素）、光合作用和生物量的积累,使得幼苗根系变短变粗、侧根减少,同时降低了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性和可溶性蛋白含量,增加了丙二醛（MDA）的积累.外源Ce降低了根系对Zn的吸收和转运,缓解了Zn胁迫对小麦幼苗的毒害效应,具体表现为叶绿素含量和光合作用参数的升高;提高了抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量并降低MDA质量摩尔浓度;降低脂质过氧化对细胞膜的损伤,最终表现为小麦幼苗根系和茎叶干物质量的增加.外源Ce可通过提高Zn胁迫下小麦幼苗的光合特征、抗氧化酶活性和渗透调节物质的方式,降低细胞膜脂质的过氧化程度,缓解Zn胁迫对小麦幼苗生长的毒害作用.     

Hg2+、Cd2+及其复合胁迫对伊乐藻的毒害

利用水生微宇宙系统研究了不同浓度的Hg2 、Cd2 单一及复合处理对伊乐藻可溶性蛋白质浓度、叶绿素含量、叶绿素a/b比值,以及生产力和呼吸作用的影响.可溶性蛋白质和叶绿素含量在低浓度胁迫时(Hg2 ≤2.5μmol/L,Cd2 ≤10μmol/L,Hg2 Cd2 ≤1.25μmol/LHg2 5μmol/LCd2 )略有升高,之后随胁迫的增强而持续下降,两者呈负相关;叶绿素a/b比值、净生产力、呼吸强度随离子浓度增加不断下降,除呼吸强度外,两者也呈负相关.Hg2 对伊乐藻的毒性是Cd2 的4倍左右(以摩尔浓度计).两者共同作用时,对可溶性蛋白和叶绿素含量以及净生产力的影响有协同效应,对呼吸作用的影响有相加效应.     

旱柳(Salix matsudana Koidz)对Pb的耐性、富集、转运与胁迫响应研究

耐性机理的系统解析对于旱柳在土壤Pb污染控制上的应用具有重要意义.为了明确旱柳对Pb的耐性机理,通过盆栽试验研究了旱柳对Pb的耐性、富集、转运特征,采用STEM、EDAX、FTIR分析了旱柳对Pb的胁迫响应机制.结果表明:低含量(≤600 mg·kg-1)Pb对旱柳生长有促进作用,高含量(≥1000 mg·kg-1)Pb明显抑制旱柳的生长;旱柳对Pb具有很高的耐性,耐性指数TI(%)可达108.32,属Pb高耐性植物;旱柳对Pb的富集能力较强,富集系数均值可达7.5773,而对Pb的转运能力较弱,转运系数均小于1;低含量Pb胁迫不影响叶绿素的合成,也不会促生丙二醛(MDA),而高含量Pb胁迫明显抑制叶绿素的合成,促使MDA大量生成,导致严重的细胞膜脂过氧化和膜损伤;抗氧化酶(POD、CAT、SOD)及可溶性蛋白能够对低含量Pb胁迫做出积极有效的响应,但无法清除高含量Pb胁迫所产生的毒害;扫描透射电镜(STEM)分析表明,Pb胁迫使根系发黑、萎蔫,茎部破败、堵塞,叶片褶皱、卷曲,破坏气孔结构;傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,Pb胁迫使导致膜脂过氧化和膜损伤的自由羟基增多,而使对Pb具有络合、螯合作用的连生羟基、巯基、羰基数量减少;能谱(EDAX)分析表明,Pb胁迫抑制了Ca、K的吸收,同时干扰其他矿质元素的吸收利用.     

E ects of arsenic on seed germination and physiological activities of wheat seedlings

The effects of arsenic （As） were investigated on seed germination, root and shoot length and their biomass and some other factors to elucidate the toxicity of As. The results showed low concentrations of As （0-1 mg/kg） stimulated seed germination and the growth of root and shoot, however, these factors all decreased gradually at high concentrations of As （5-20 mg/kg）. The contents of O2^-, MDA, soluble protein and peroxidase （POD） activity all increased with increasing As concentrations. Soluble sugar content, ascorbate peroxidase （APX）, and superoxide dismutase （SOD） activities decreased at low concentrations of As, and increased at high concentrations of As. While acetylsalicylic acid （ASA） and chlorophyll contents, catalase （CAT） activity displayed increasing trend when the concentrations of As was lower than 1 mg/kg, and then decreasing trend. By polyacrylamide gel electrophoresis （PAGE）, As induced the expression of POD isozymes of wheat seedlings. As induced the expression of CAT isozymes but inhibited the expression of SOD isozymes of wheat seedlings at concentrations lower than 1 mg/kg. However, As inhibited the expression of CAT isozymes but induced the expression of SOD isozymes at concentrations higher than 5 mg/kg. The results indicated As could exert harmfulness in the early development stage of wheat at inappropriate concentrations.     

Effects of arsenic on seed germination and physiological activities in wheat seedlings

The effects of arsenic(As)were investigated on seed germination,root and shoot length and their biomass and some other factors to elucidate the toxicity of As.The results showed low concentrations of As(O-1 mg/kg)stimulated seed germination and the growth of root and shoot,however,these factors all decreased gradually at high concentrations of As(5-20 mg/kg).The contents Of O2-,MDA,soluble protein and peroxidase(POD)activity all increased with increasing As concentrations.Soluble sugar content,ascorbate peroxidase(APX),and superoxide dismutase(SOD)activities decreased at low concentrations of As,and increased at high concentrations of As.While acetylsalicylic acid(ASA)and chlorophyll contents,catalase(CAT)activity displayed increasing trend when the concentrations of As was lower than 1 mg/kg,and then decreasing trend.By polyacrylamide gel electrophoresis(PAGE).As induced the expression of POD isozymes of wheat seedlings.As induced the expression of CAT isozymes but inhibited the expression of SOD isozymes of wheat seedlings at concentrations lower than 1 mg/kg.However,As inhibited the expression of CAT isozymes but induced the expression of SOD isozymes at concentrations higher than 5 mg/kg.The results indicated As could exert harmfulness in the early development stage of wheat at inappropriate concentrations.     

细胞分裂素类物质对镉胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响

采用水培试验,研究了镉胁迫下喷施细胞分裂素类物质6-苄氨基嘌呤(6-BA)和激动素(KT)对玉米幼苗生长、叶片叶绿素含量、脯氨酸含量、植株镉含量和活性氧清除酶活性的影响.结果表明,与单纯镉胁迫相比,喷施6-BA和KT提高了玉米幼苗的生物量、根和地上部镉含量、叶绿素和脯氨酸含量,降低了叶片丙二醛(MDA)含量,促进了叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高,但对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响不明显.说明细胞分裂素类物质6-BA和KT可缓解镉胁迫对玉米幼苗的伤害,其机制可能与细胞分裂素物质能维持叶绿素稳定、刺激细胞内H2O2清除酶类活性及促进脯氨酸积累有关.当6-BA浓度在0～20mg·L-1之间时,其对玉米幼苗镉胁迫的缓解效应随喷施浓度的提高而增强,而KT的最适喷施浓度为70mg·L-1.     

U(Ⅵ)胁迫下碎米莎草体内抗氧化系统响应特征

采用水培方式研究了铀尾矿库土著优势植物——碎米莎草不同生长期各部位在不同质量浓度铀〔U(Ⅵ),记为U〕溶液胁迫下w(SP)(SP为可溶性蛋白)、C_MDA(丙二醛含量)以及SOD(superoxide dismutase,超氧化物歧化酶)、POD(peroxidase,过氧化物酶)、CAT(catalase,过氧化氢酶)、ATPase(三磷酸腺苷酶)活性的变化. 结果表明,ρ(U)≤250 mg/L时,碎米莎草各部位SOD、POD、CAT活性在整个生长阶段均受到显著诱导(P＜0.05),而C_MDA、ATPase活性与对照组相比无显著差异(P＞0.05);ρ(U)≥750 mg/L时,SOD、POD和CAT活性与对照组相比显著降低(P＜0.05);ρ(U)达到1 000 mg/L以上时,与对照组相比,降低趋势更显著(P＜0.01),而ATPase活性受到显著诱导(P＜0.05),C_MDA在幼苗期显著增加(P＜0.05),膜脂过氧化损伤程度严重. 表明碎米莎草对铀胁迫的生理响应中,以根系SOD、C_MDA的响应最为敏感.      

3种重金属对青萍毒害的研究

对水体中主要的3种重金属(铜、镉、铅)对青萍抗氧化酶系统的几种酶,包括过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,丙二醛(MDA)的含量,可溶性蛋白含量及叶绿体色素含量等指标的影响进行了研究.研究表明青萍对镉污染反应最为敏感,对铜的反应相对缓和一些;青萍在铅的胁迫下表现出无序的状态.因此,青萍不适合应用于重金属镉污染的富营养化水体的治理和生态修复中.     

Cd胁迫下超富集植物圆锥南芥抗氧化机理

采用土培的方法研究了不同Cd2+添加量(0、10、20、40、80、160、240mg.kg-1)对多金属超富集植物圆锥南芥(Arabis paniculata Franch)抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶POD、抗坏血酸过氧化物酶CAT、过氧化物酶APX)活性、非酶物质(巯基SH、谷胱甘肽GSH、植物络合素PCs)含量以及生物量、叶绿素、丙二醛(MDA)、半胱氨酸(Cysteine)、脯氨酸(Proline)含量的影响.结果表明,随着Cd添加量的增加,圆锥南芥的生物量、Cd含量、富集系数、转运系数呈增加趋势,SOD活性、叶绿素含量呈下降趋势.POD、CAT、APX活性以及MDA含量均呈先升高后降低的变化趋势.圆锥南芥叶片中SH、GSH、PCs含量随Cd添加量的增加而增加,当Cd添加量为240mg.kg-1时,SH、GSH、PCs含量分别比对照提高了92.7%、70.2%、143.4%,表明SH、GSH、PCs在解毒Cd毒害中起着重要作用.     

一株丝状蓝藻的分离鉴定及其对原油耐受性能的研究

从石油污染的港口水域分离筛选到一株丝状蓝藻GH1,通过形态学和分子生物学分析鉴定为颤藻.从生长情况和抗氧化酶活性方面研究了这株颤藻对原油的耐受性.在0～20d培养过程中,原油培养条件下GH1的叶绿素增长更快,第7天即达到生长稳定期;可溶性蛋白含量随时间的变化呈先上升后下降的趋势,原油样品的可溶性蛋白含量始终要显著高于空白样.在0～1%体积浓度范围内,第7天测定原油样品中颤藻叶绿素和可溶性蛋白含量均明显高于空白样.对抗氧化酶系统而言,在原油培养条件下,培养初期超氧化物歧化酶SOD(Superoxide Dismutase)和过氧化氢酶CAT(Catalase)活性显著高于空白样,随着培养时间增加,SOD和CAT活性呈下降趋势,而过氧化物酶POD(Peroxidase)活性一直呈上升趋势.低浓度原油能刺激3种抗氧化酶活性都升高,高浓度原油对SOD和CAT活性有抑制作用,但POD活性仍能随原油浓度增加而升高.在原油中毒性物质的胁迫下,POD与SOD、CAT的响应表现为互补的变化趋势,3种酶共同防御作用是颤藻GH1耐受原油胁迫的主要机制.     

Ca2+浸种对酸雨伤害玉米幼苗的影响

通过砂培实验,研究了钙浸种对酸雨伤害玉米幼苗的防护效应.结果表明,酸雨胁迫下,玉米幼苗叶绿素含量减少,叶绿素a/b比值下降,叶片汁液的pH值降低,SOD(超氧化物歧化酶)活性先升高,而在pH值2.5的酸雨胁迫下转而下降,CAT(过氧化氢酶)活性水平下降,POD(过氧化物酶)活性明显增加,脂质过氧化加剧；而在同一强度酸雨胁迫下,经CaCl     

水体二价铜离子致蟾蜍蝌蚪DNA损伤和氧化损伤

为研究水体二价铜离子(Cu2 )暴露对蝌蚪造成的损伤,以常见的中华大蟾蜍蝌蚪为研究对象,采用标准水生生物毒性实验法,将蝌蚪暴露于0.029、0.037、0.049、0.075 mg·L-1的铜溶液中7d,检测蝌蚪血细胞DNA损伤及机体过氧化产物丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、谷肮甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性.结果表明,随铜暴露浓度的增加,蝌蚪血细胞DNA损伤、MDA和GSH含量与对照组比均有明显升高,且呈浓度-效应关系.蝌蚪SOD、CAT、GSH-Px酶活性也有显著改变;MDA、GSH、DNA损伤均呈线性关系(R2分别为0.9968、0.8997).上述结果表明,水体二价铜离子可导致蝌蚪的氧化损伤和DNA损伤.