美洲商陆和籽粒苋对接种伯克氏菌的生理生化响应及其对富集铯的影响

利用盆栽试验研究一株具有重金属耐性的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.D54)对美洲商陆和籽粒苋生长及对铯富集的影响.结果表明,接种菌株D54,美洲商陆和籽粒苋总干物重分别比对照处理增加19.8%～33.4%和22.9%～76.6%,美洲商陆和籽粒苋地上部铯含量分别增加4.9%～22.4%和8.1%～19.4%,根中铯含量分别增加6.8%～15.7%和1.1%～10.8%.同时,接种微生物还增加了植物对钾的吸收,提高供试植物的光合反应速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率,增加铯胁迫条件下植物的抗氧化酶CAT、POD、SOD的活性,降低了MDA的含量.     

锰胁迫对美洲商陆种子发芽及幼苗生长的影响

以美洲商陆(Phytolacca Americana L.)种子为材料,采用培养皿滤纸水培培养法,研究不同ρ(Mn2+)(0、50、100、200、300、400和500 mg/L)对美洲商陆种子发芽参数(发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数)及幼苗生长指标(鲜重、芽长和根长)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,Mn2+处理对美洲商陆种子发芽产生负效应,降低了发芽率、发芽指数和种子活力,提前了种子集中萌发时间;低浓度Mn2+(≤200 mg/L)处理促进幼苗生长,但随着ρ(Mn2+)增加,幼苗生长受到抑制,且对芽的抑制大于对根的抑制;随着ρ(Mn2+)升高,美洲商陆幼苗SOD活性先升后降,ρ(Mn2+)为200 mg/L时达最大,在SOD活性升高时,MDA含量缓慢增加,在SOD活性降低时,MDA含量骤然增加,表明美洲商陆幼苗SOD活性与丙二醛含量存在某种关系,此外,美洲商陆幼苗对Mn2+胁迫具有一定耐性,其耐性机制可能与超氧化物歧化酶活性有关;高ρ(Mn2+)对美洲商陆幼苗产生毒性,其毒性机制可能与膜质过氧化有关。     

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。     

Cu2+对两种生态型鸭跖草Cu积累和抗氧化酶的影响

在Hoagland培养基中加入CuSO4模拟Cu2 污染环境,比较了不同Cu2 浓度([Cu2 ])对鸭跖草(Commelina communis L.)耐性生态型和敏感生态型的耐性、Cu积累和抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)]的影响.结果表明,两种生态型鸭跖草的Cu2 中毒临界浓度和中毒症状有明显的差异,[Cu2 ]≥40祄ol/L时,耐性生态型鸭跖草的耐性明显高于敏感生态型.耐性生态型鸭跖草叶和根中的Cu2 含量都明显高于敏感生态型,根中更为明显.不同生态型甚至同一生态型不同器官的POD、CAT、SOD活性对Cu2 的敏感性不同.一般来说,根对Cu2 的敏感性高于叶;POD活性对Cu2 的敏感性高于CAT和SOD.根比叶在清除丙二醛(MDA)的过程中起更重要作用.耐性生态型鸭跖草叶和根中CAT、POD和SOD活性、叶中MDA的变化并没有与根中MDA含量的变化趋势(大幅增加)保持一致,表明除了抗氧化酶外,可能还存在其他机制影响耐性生态型与敏感生态型鸭跖草在Cu2 耐性上的差异.     

外源亚精胺对As5+胁迫下水稻种子萌发和As吸收积累的影响

农田As污染对农作物生长有毒害作用,导致农作物产量降低、品质下降.研究了外源添加亚精胺(Spd)对As~(5+)胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,外源添加Spd能够促进As~(5+)胁迫下水稻种子的萌发过程,提高种子的发芽势和发芽率,促进幼苗根系生长.添加Spd可以不同程度地提高As~(5+)胁迫下水稻幼苗和根系中的抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低水稻幼芽和根系中的丙二醛(MDA)含量.当As~(5+)浓度为25μmol·L~(-1)时,添加500μmol·L~(-1)和1 000μmol·L~(-1) Spd使水稻根系中的MDA含量比对照处理分别降低12.3%和31.3%,水稻幼芽CAT活性分别提高105.1%和101.4%,水稻根系CAT活性分别提高29.9%和57.1%.添加Spd也影响水稻对As的吸收积累.当As~(5+)浓度为25μmol·L~(-1)时,添加500μmol·L~(-1)和1 000μmol·L~(-1) Spd导致水稻幼芽As含量与对照相比分别降低69.4%和75.1%,水稻根系As含量分别降低7.6%和24.4%.Spd可以有效地缓解As~(5+)对水稻的毒害作用.     

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.     

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。     

氯苯甲酸植物毒性实验中抗氧化酶变化的量化研究

为研究氯苯甲酸(CBA)的植物毒性,评估生物化学参数能否作为CBA植物毒性的指示因子,采用对CBA敏感的小白菜种子和大白菜种子进行暴露实验,在根伸长抑制率为10%～50%的质量浓度范围内,研究了CBA剂量-抗氧化酶活性的关系.结果表明:随着CBA质量浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈逐渐上升至峰值然后下降趋势,过氧化物酶(POD)活性逐渐降低,过氧化氢酶(CAT)活性与SOD活性近似,呈先升后降趋势,但幅度大于SOD活性.对CBA剂量-酶活性抑制率进行了回归分析,对拟合效果进行了显著性检验(P<0.05),并求出相应的半效应浓度(EC50),实验材料的SOD和CAT活性的EC50均在实验区间之外,POD活性的EC50则在实验区间之内,表明在实验区间内,SOD和CAT活性不敏感,POD活性为有效指标      

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.     

PEG预处理对盐胁迫下水稻幼苗抗氧化酶活性的影响

以辽星1号水稻幼苗为试验材料,采用10%PEG-6000模拟干旱预处理3 d,复水3 d后,再用100 mmol/L Na Cl进行盐胁迫处理3 d,测定水稻幼苗叶片丙二醛含量、和抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性等。结果表明,PEG预处理后的水稻幼苗,再对其进行盐胁迫处理后,其MDA的含量为1.30(U/(mol·g Fw)),盐胁迫处理组的MDA含量为1.57(U/(mol·g Fw)),由数据看出PEG预处理组与盐胁迫组相比MDA的含量显著降低(P0.05),说明PEG预处理可以减小水稻幼苗叶片的伤害。由图可以看出,其抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性均显著高于盐胁迫处理组(P0.05),PEG预处理可以增强水稻叶片清除活性氧的能力,从而提高水稻幼苗的耐盐性。     

商陆耐重金属Cd关键酶抗氧化酶的研究

研究商陆(Phytolacca americana L.)对Cd胁迫的抗氧化酶响应,对于揭示其耐Cd机制具有重要意义.商陆幼苗在200μmol/L或400 μmol/L CdCl2营养液中处理4 d,叶片活性氧自由基和MDA含量升高,膜透性增加,光合速率降低,表明Cd胁迫诱导产生氧化胁迫.随着Cd处理含量的提高和时间的...     

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.      

Ni2+对槐叶苹叶片生理特征及亚显微结构的影响

摘要：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)胁迫下,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+、Na+、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(CAT)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˙ˉ)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量逐渐上升,分别为对照的3.83倍、1.68倍、2.07倍、1.31倍;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(<17200)的多肽增加,并诱导了94000多肽的出现和35000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。     

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。     

Reactive oxygen species metabolism during the cadmium hyperaccumulation of a new hyperaccumulator Sedum alfredii （Crassulaceae）

Sedum alfredii Hance, a newly discovered hyperaccumulator, could serve as a good material for phytoremediation Cd polluted sites. Malondialdehyde (MDA), reactive oxygen species (ROS) and antioxidases (catalase (CAT); superoxide dismutase (SOD); peroxidase (POD)) in the leaf were determined when S. alfredii was treated for 15 d with various CdCl2 concentrations ranging from 0 to 800 μmol/L. The results showed that the production rate of 2′,7′-dichlorofluorescein (DCF), which is an indicator of ROS level, reached up to the maximum at 400 μmol/L CdCl2 and then declined with the increase of CdCl2 concentration, while MDA accumulation tended to increase. CAT activity was significantly inhibited at all tested CdCl2 concentrations and SOD activity was sharply suppressed at 800 μmol/L CdCl2. However, the enhancement of POD activity was observed when CdCl2 concentration was higher than 400 μmol/L. In addition, its activity increased when treated with 600 μmol/L CdCl2 for more than 5 d. When sodium benzoate, a free radical scavenger, was added, S. alfredii was a little more sensitive to Cd toxicity than that exposed to Cd alone, and the Cd accumulation tended to decline with the increase of sodium benzoate concentration. It came to the conclusions that POD played an important role during Cd hyperaccumulation, and the accumulation of ROS induced by Cd treatment might be involved in Cd hyperaccumulation.     

溶藻菌Halomona Sp.DH-e无菌滤液对东海原甲藻抗氧化系统的影响及急性毒性检验

为探究溶藻菌Halomona Sp.DH-e无菌滤液对东海原甲藻的作用机制及其发酵产物安全性,测定了在该菌作用下东海原甲藻抗氧化系统的变化,同时对发酵产物进行了生物急性毒性试验。结果表明,当东海原甲藻细胞在受到溶藻菌DH-e的无菌滤液处理后,细胞活性氧（reactive oxygen species,ROS）含量会急剧上升,随着藻细胞抗氧化系统激活,藻细胞内丙二醛（MDA）含量增加,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）活性增强;溶藻菌发酵产物在96 h内对斑马鱼的半致死浓度LC₅₀ > 100 mg/L,发酵产物最大剂量5 000 mg/kg·bw下小鼠14 d的死亡率为0,半致死剂量LD₅₀ > 5 000 mg/kg·bw,由实验结果看见溶藻菌Halomona Sp.DH-e发酵产物属低毒或无毒物质。     

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。     

黄河口滨岸潮滩湿地泥沙沉积及外源镉Cd输入对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响

近年来黄河三角洲面临退化等的生态问题,调水调沙为湿地补充淡水恢复退化湿地的同时,也改变了沉积环境,并带来大量外源重金属,从而对植被生长产生影响.为此本文选择黄河口滨岸潮滩湿地先锋植被碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,基于微区试验研究了不同泥沙沉积深度(0、3、6、12 cm)及不同Cd输入量(0、0.5、1.0、1.5 mg·kg~(-1))对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响.结果表明:适当的浅层埋深叶绿素含量高,利于碱蓬生长,而过量的埋深叶绿素含量低,并对碱蓬生长产生抑制作用;随着Cd输入量的增加,碱蓬叶绿素含量和生物量呈现出减小的趋势.泥沙沉积为0 cm、3 cm及Cd输入为0 mg·kg~(-1)、0.5 mg·kg~(-1)时,CAT和SOD活性增强,但随着胁迫的增加,SOD活性减弱,且在最大埋深处理(12 cm)时,大量的Cd输入(1.0 mg·kg~(-1)、1.5 mg·kg~(-1))时CAT活性分别比对照高62.66%和58.56%,CAT活性在最大埋深(12 cm)和最大Cd输入(1.5 mg·kg~(-1))时取得最大值(15.76 U·mg-1).方差分析结果表明Cd输入对碱蓬蛋白含量、CAT和SOD活性具有显著的影响,泥沙埋深对蛋白含量及SOD活性具有显著影响,两者的交互作用对CAT和SOD的影响达到显著水平(P0.05).以上结果表明调水调沙带来的泥沙沉积和外源重金属输入对黄河口滨岸潮滩湿地先锋植被碱蓬生长带来一定的影响,在一定范围内碱蓬也能够通过改变生物量分配及调节体内抗氧化酶活性来适应不同的生存环境.