植物CytP450和抗氧化酶对土壤菲、芘暴露的生态毒理响应

以玉米(Zea mays L.)为供试植物,草甸棕壤为供试土壤,以微粒体细胞色素P450含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性为指标,进行了土壤菲、芘暴露的生态毒理响应研究.结果表明,菲、芘暴露均能引起植物代谢解毒和抗氧化防御系统的胁迫响应,不同程度引发植物代谢解毒及抗氧化能力的改变.P450酶活性与低浓度菲、芘单-暴露浓度具有相关性(r=0.834,P<0.01),与菲、芘复合暴露浓度负相关,说明菲、芘复合暴露导致代谢解毒能力下降,对植物的代谢解毒具有协同毒性效应;SOD酶活性与菲、芘单一暴露浓度负相关,CAT酶活性与菲、芘单-暴露浓度正相关,POD酶活性与菲的水溶解度正相关,而与芘的总浓度负相关.SOD、CAT和POD酶活性与菲、芘复合暴露浓度均呈正相关,说明菲、芘复合暴露导致氧化损伤程度减弱,对植物的氧化损伤具有拮抗作用.     

蚯蚓对人工湿地植物抗氧化酶活性的影响

以芦苇、香蒲、美人蕉为供试植物,研究向人工湿地中加入蚯蚓后湿地植物叶绿素含量和抗氧化酶活性的变化,结果表明:(1)向人工湿地中加入蚯蚓后显著增加了湿地植物的叶绿素含量(P<0.05)。(2)蚯蚓加入人工湿地后,降低了湿地植物的MDA含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,且美人蕉的SOD活性,美人蕉和香蒲的POD活性以及香蒲的CAT活性显著下降(P<0.05)。(3)湿地植物的POD活性与SOD活性和MDA含量呈显著正相关。加入蚯蚓后,人工湿地对COD、TN和TP的去除率分别增加了11.1%、9.5%和6.5%,其原因与蚯蚓能增加人工湿地中植物的叶绿素含量,并降低植物的抗氧化酶活性有关。     

阴离子表面活性剂SDS对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的急性毒性效应及抗氧化酶活性的影响

选择阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为污染物,以近海底栖双壳贝类菲律宾蛤仔为受试生物,研究了SDS胁迫对菲律宾蛤仔的急性毒性效应以及长期暴露后菲律宾蛤仔抗氧化酶(SOD,POD,CAT)活性的变化。结果表明,(1)随着SDS浓度的增加,对菲律宾蛤仔的毒性越强表现出"剂量-效应"关系,SDS对菲律宾蛤仔96 h的半数致死浓度LC50=1.466 mg/L;(2)SDS胁迫引起菲律宾蛤仔的SOD、POD、CAT活性显著变化,低浓度SDS对三种酶的活性均具有诱导作用,高浓度SDS对三种酶的活性均具有抑制效应,中浓度组的SOD和POD酶活性呈现先升后降的趋势,而CAT活性受到抑制;(3)不同组织的抗氧化酶活性对SDS的敏感性表现出一定的差异性,对于SOD与CAT,三种组织敏感性为内脏团>外套膜>肌肉组织,而POD敏感性为外套膜>内脏团>肌肉组织。     

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.     

植物根系内活性氧清除酶对铅胁迫的反应

本文研究了Pb胁迫对多年生黑麦草(Lolium perenne)、匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)幼苗根系内SOD、CAT、POD三种清除酶活性水平的影响。结果表明，在低浓度的Pb胁迫下植物根系内活性氧清除酶活性水平普遍增加，且随胁迫时间延长其水平逐渐上升。而在高浓度时，酶活性急剧增加，但随胁迫时间的延长，酶活性则急剧下降，铅毒害效应增加，清除酶消除氧自由基的作用逐渐消失，其中，SOD、CAT酶活性变化较为敏感，而POD相对稳定。匍匐剪股颖对Pb胁迫的抵抗作用大于多年生黑麦草。     

壳寡糖缓解小麦镉毒害的某些生理特性研究

利用不同浓度壳寡糖溶液对小麦种子浸种,种子萌发后,对小麦幼苗进行Cd胁迫,研究了不同浓度的壳寡糖对小麦幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度壳寡糖浸种,对镉胁迫下小麦幼苗生长有促进作用,幼苗高度、根长、生物量均有增加;幼苗叶片中叶绿素含量增高;SOD、POD和CAT活性增加。随着镉胁迫时间的延长,SOD和CAT活性降低,但降低幅度小于对照;POD活性却表现增加,增加的幅度大于对照。壳寡糖不同浓度之间比较,低浓度壳寡糖对镉毒害的缓解效果优于高浓度。说明壳寡糖预处理对镉胁迫有缓解作用。     

异丙甲草胺对蚯蚓体重及酶活性的影响

采用自然土壤法,研究了异丙甲草胺对蚯蚓体重及体内纤维素酶、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,蚯蚓体重及纤维素酶活性在异丙甲草胺作用下均受到抑制;蚯蚓体内SOD、CAT、POD活性对异丙甲草胺响应不同,CAT活性受影响最大,POD次之,SOD最小.异丙甲草胺浓度对蚯蚓体重及体内纤维素酶和CAT活性影响显著,对SOD和POD则无显著性影响;处理时间对蚯蚓体重及体内纤维素酶、SOD、CAT和POD活性均有极显著影响;而异丙甲草胺浓度和处理时间二者交互作用对蚯蚓体内CAT和POD活性有极显著影响,对蚯蚓体重及体内纤维素酶和SOD活性则影响不大.     

向日葵对锶的富集特征与耐受机制研究

为探明向日葵(Helianthus annuus L.)对金属锶的富集特征和耐受机制,本试验施加不同浓度锶(25、150、750和1500 mg·kg-1)土培处理30 d,研究了向日葵幼苗体内锶的富集和分配特征及对植物生长和膜脂过氧化产物MDA(丙二醛)含量、SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)活性的影响.结果显示:(1)向日葵幼苗的根长、株高、根生物量和地上生物量随着土壤中金属锶浓度的升高呈先增加后降低的趋势;(2)向日葵的根、茎、叶均能富集金属锶,不同器官表现为根叶茎.向日葵的生物富集系数与不同器官金属锶富集浓度呈显著负相关,且根部金属锶浓度与富集系数的相关性最强;(3)MDA含量随着锶浓度升高呈先减少后增加的趋势,而抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均随着锶浓度升高呈先增加后减少的趋势.SOD和POD活性在高浓度金属锶处理中受到了抑制,而高水平的CAT活性表明向日葵清除活性氧的能力增强.以上结果表明,向日葵的根、茎、叶均能积累锶,根部的富集能力最强,且根部的抗氧化酶系统对金属锶胁迫更为敏感,其中较高的CAT活性表明在向日葵耐受锶胁迫机制中起到关键作用.此研究为金属锶污染土壤的植物修复以及向日葵对锶的耐受机制提供理论依据.     

卤代酚复合污染对鲤科金鱼的生化毒性效应研究

为探讨卤代酚复合污染对水生生物的联合毒性效应,探究较为可靠的检测方法,根据所选6种卤代酚化学结构的相似程度和48 h LC₅₀值,将其分为3组二元混合物进行急性暴露实验, 毒性单位比为1∶1,每组分2个浓度级别观察金鱼生物学行为的变化,同时检测金鱼肝脏中3种抗氧化酶(SOD,CAT和GSH-Px)活性以及酶活性影响率的变化. 结果表明:3组卤代酚对金鱼肝脏中3种抗氧化酶的酶活性影响率变化均有显著性差异(P<0.01);3种抗氧化酶中仅SOD在1/2LC₅₀剂量暴露组中均表现为明显升高的酶活性激活率或酶活性抑制率,提示SOD较适合作为卤代酚低浓度复合水污染情况监测的生物化学检测指标.      

镉胁迫对白三叶萌发种子生理特性的影响

通过水培的实验方法,研究镉(Cd)胁迫对白三叶(Trifolium repens L.)萌发种子生理特性的影响。结果表明:随Cd浓度增加,白三叶萌发种子生物量逐渐下降,MDA含量上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)仍保持较高活性。Cd浓度在10~50μmol/L时,其MDA含量略微上升,SOD活性显著升高。Cd浓度在1 250μmol/L时,MDA含量显著上升,SOD活性下降但仍高于对照。抗坏血酸过氧化物酶(APX)在Cd浓度为10~250μmol/L时保持较高活性,1 250μmol/L时,其活性与对照相比有所下降。Cd处理下,白三叶萌发种子SOD、POD和CAT协同合作,有效清除其体内的活性氧(ROS),使MDA在一定Cd浓度范围内保持相对稳定,在减少其膜质过氧化损伤和增强其抗性等方面起重要作用,同时也说明白三叶在城市Cd污染土壤修复中具有良好的应用前景。     

A comparative study of classical and biochemical endpoints for phytotoxicity testing of chlorobenzoic acids

IntroductionChlorobenzoic acids ( CBAs ) are important chemicalproducts and extensive used as the intermediate and analysisreagent in many industrial fields(Zhang, 2001). Therefore,CBAs may directly and constantly release into environment,and it was a…     

土壤Pb暴露下赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性和氧化应激反应

根据OECD试验指南,研究了人工土壤铅暴露下赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性和氧化应激反应. 结果表明:铅暴露对赤子爱胜蚓14d的LC₅₀(半致死浓度)为2576.76mg/kg,95%置信区间为2388.42~2792.00mg/kg;铅暴露第1、7、14天赤子爱胜蚓的SOD(超氧化物歧化酶)活性,铅暴露第1、14天的POD(过氧化物酶)活性,铅暴露第14天的MDA(丙二醛)含量均与w(Pb)呈良好的剂量-效应关系,但CAT(过氧化氢酶)活性与w(Pb)未呈剂量-效应关系. 赤子爱胜蚓体内3种抗氧化酶对人工土壤铅污染响应的敏感程度为SOD>POD>CAT,SOD作为抗氧化系统的重要酶类可以更好地预测污染物对于赤子爱胜蚓的亚致死毒性.      

Cd、Cu单一污染对小麦体内活性氧消除系统影响

采用溶液培养法,研究不同浓度Cd、Cu单一污染对小麦SOD、POD、CAT活性及MDA含量的影响。结果表明:(1)SOD和CAT活性对Cd胁迫反应较敏感,而POD活性变化不大,叶片中有效的活性氧自由基清除系统的平衡被打破,MDA含量增加;(2)Cu胁迫下,小麦叶片中MDA含量的变化趋势与根部的相反,在Cu处理浓度为25、50mg/L时,叶片中有效的活性氧自由基清除系统的平衡未被打破,MDA含量保持在较低的水平;而根部恰好相反,该系统出现了失衡现象,MDA含量偏高。     

应用层次聚类分析法确定海菜花氨氮耐受阈值

为确定海菜花对NH₄+-N的N_mtor(耐受阈值),通过不同水平ρ(NH₄+-N)下的模拟试验,获得了30 d内各试验组海菜花生化指标〔SOD(超氧化物歧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、CAT(过氧化氢酶)活性及MDA(丙二醛)含量〕及生长指标〔鲜质量、最长根长、w(Chla)〕,运用层次聚类分析法确定了海菜花对NH₄+-N的N_mtor,并运用传统方法对生长指标予以分析,以验证层次聚类分析法的有效性和可靠性. 结果表明:①对海菜花SOD活性、CAT活性及MDA含量的层次聚类分析得到的海菜花对NH₄+-N的N_mtor皆为0~3.0 mg/L,而由POD活性分析得到的N_mtor为0~8.0 mg/L,交集为0~3.0 mg/L;②根据鲜质量相对增长率、根长相对增长率、w(Chla)得到的海菜花对NH₄+-N的N_mtor分别为0~4.0、0~8.0及0~3.0 mg/L,交集为0~3.0 mg/L;③大多数生化指标层次聚类分析结果相同,而通过生长指标结合试验现象分析所得结果则各有差异,层次聚类分析结果是生长指标分析结果的真子集.      

土霉素对小麦种子发芽与幼苗生长发育的生态毒性

研究了土霉素对小麦种子发芽以及早期幼苗生长发育的生态毒性效应.结果表明,土霉素对小麦种子芽长及根长的抑制效应显著(p<0.01),而且它们之间具有良好的剂量-效应关系.根据线性回归方程得出土霉素对小麦种子芽长和根长的半抑制浓度为65.5 mg/L和34.7 mg/L.然而,土霉素对小麦种子的发芽率并没有显著的影响.研究还表明,0.15~2.4 mg/L土霉素暴露21 d后,小麦叶片中的叶绿素含量降低了35.6%~47.3%,叶片及根部的可溶性蛋白含量也均呈显著下降趋势.暴露7 d后,0.15~2.4 mg/L土霉素对小麦叶片和根部SOD与POD活性的抑制效应不显著,但随着暴露时间的延长,土霉素对小麦的SOD与POD酶活性抑制率显著下降;2.4 mg/L土霉素暴露21 d后,小麦根部的SOD活性下降72.3%,说明土霉素对小麦幼苗体内的抗氧化系统具有破坏作用.该实验结果显示,低浓度土霉素长期暴露对小麦幼苗的生长发育具有不良的生态毒性效应.     

铅对赤子爱胜蚓抗氧化酶活性的影响

研究了老化和未经老化土壤中Pb(NO₃)₂对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)体内SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)活性的影响. 结果表明:在测试范围(w〔Pb(NO₃)₂〕为200~1000 mg/kg)内,Pb(NO₃)₂对蚯蚓体内3种抗氧化酶的活性均有显著性影响. 暴露于未经老化土壤1、14、21d时,蚯蚓体内SOD和CAT活性均随土壤中w〔Pb(NO₃)₂〕的增加而降低,高w〔Pb(NO₃)₂〕下,与对照组相比这2种抗氧化酶活性均降低了约40%. POD活性除第1、3天在高w〔Pb(NO₃)₂〕中显著变化外,其他暴露时间、暴露水平中均无显著性变化. 暴露于老化(28d)土壤1d后,蚯蚓体内SOD、POD、CAT活性均随土壤中w〔Pb(NO₃)₂〕的增加而升高,高w〔Pb(NO₃)₂〕下,与对照组相比这3种抗氧化酶活性分别升高了359%、147%和233%;然而,随着暴露时间的延长,3种抗氧化酶活性又呈显著降低趋势. 总体上,蚯蚓体内CAT和SOD活性变化趋势基本一致. 研究显示,土壤老化对铅毒性产生了影响,因此在进行毒性试验时应予以考虑.