铝胁迫下不同耐铝小麦品种活性氧代谢差异及与小麦耐铝性的关系

逆境条件下植物体内产生并累积活性氧从而破坏植物组织结构与功能,同时植物也可以通过改变活性氧代谢相关酶活性清除活性氧而减轻活性氧伤害以适应环境胁迫。为研究铝胁迫下不同耐铝小麦品种（TriticumaestivumL．）在活性氧代谢上的差异及与小麦耐铝性的关系,本试验选用小麦品种ET8（耐铝型）、ES8（铝敏感型）为试验材料研究了不同耐铝小麦品种活性氧代谢变化上的差异。结果表明,50μmol·L-1铝处理24h,ET8和ES8活性氧含量显著升高,O2产生速率增幅分别为10．5％和20．4％,H202含量增幅分别为3．3％和7．6％。ET8和ES8超氧化物歧化酶（SOD）活性增幅分别为11．9％和41．6％,过氧化物酶（POD）活性增幅为51．8％和77．8％,抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅为54．4％和29．1％,过氧化氢酶（CAT）活性增幅为32．9％和38．4％,谷胱甘肽还原酶（GR）活性增幅为83．1％和85．5％。虽然抗氧化酶活性增加后会清除一部分活性氧,但活性氧的累积仍然造成了膜脂的过氧化,ET8和ES8丙二醛（MDA）含量分别增加18．2％和50．0％,质膜透性也随着MDA含量的升高而增加,增幅分别为1．25倍和1．36倍。综上所述,不同耐铝品种间活性氧代谢的差异是小麦品种耐铝性差异显著的原因之一。     

不同耐铝型小麦品种苹果酸分泌差异与有机酸代谢关系研究

铝胁迫下不同耐铝型植物有机酸分泌存在显著差异,有机酸主要在三羧酸循环途径中产生,但目前有机酸分泌差异与有机酸代谢关系还不是很清楚。以耐铝型小麦Triticum aestivum L.品种ET8和铝敏感型小麦品种ES8为材料,研究了铝胁迫对不同耐铝小麦品种根内源苹果酸含量及磷酸烯醇式丙酮酸脱氢酶（PEPC）,柠檬酸合成酶（CS）和苹果酸脱氢酶（MDH）等酶活性的影响。结果表明：铝处理（0、25、50、100μmol.L-1）对内源苹果酸含量无显著影响,相同处理条件下ET8和ES8间亦无显著差异,分别为每根尖（0.48±0.01）、（0.46±0.03）、（0.57±0.02）、（0.52±0.02）nmol和（0.45±0.02）、（0.51±0.09）、（0.51±0.11）、（0.54±0.04）nmol;同无铝处理相比,50或100μmol.L-1铝处理显著促进ET8和ES8根尖细胞PEPC活性升高,但各铝浓度处理对CS和MDH活性无显著影响;相同处理条件下ET8和ES8根尖细胞PEPC,CS和MDH 3种酶活性均无显著差异。综上所述,铝胁迫下不同耐铝小麦品种根苹果酸分泌差异与内源苹果酸含量及有机酸代谢无关。     

小麦铝抗性和敏感品系对铝胁迫的生理生化反应

研究了冬小麦Triticum aestivvum L.铝抗性品系T202和铝敏感品系T105幼苗经0，50μmol L^-1，75μmol L^-1，100μmol L^-1和150μmol L^-1铝处理后根部的生理生化变化．结果表明：小麦根生长被严重抑制；酸性磷酸酶活性增强，磷代谢激活；硝酸还原酶受到一定程度的抑制；葡萄糖-6-磷酸脱氢酶对铝浓度极其敏感；葡萄糖含量下降；而膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量上升，超氧化物歧化酶(SOD)的活性升高和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量下降．证实：铝胁迫造成了氧化伤害，激活了植物体内的抗氧化系统．分析还表明，T202耐铝的各项指标优于T105，前者的代谢酶活性对铝胁迫的反应更为迅捷，并有良好的能量储备和调动机制来抵御铝胁迫及由此产生的胁迫．图8参14     

小麦耐Cu性综合评价及其谷胱甘肽相关酶活性差异研究

近年来,小麦(Triticum aestivum L.)受重金属污染导致的减产和污染问题十分严峻。为明确中国不同主栽区小麦品种耐铜(Cu)性,探讨谷胱甘肽相关酶在耐性不同品种间的活性差异,进而揭示小麦在Cu胁迫下的抗氧化反应机制,采用室内水培法,选择来自不同主栽区的37个小麦品种,进行重金属Cu胁迫处理,96 h后测定幼根的6个生长生理指标,运用隶属函数法计算其平均隶属度值,再结合中位数聚类分析法,将参试品种分为3类:(Ⅰ)强耐Cu型,包括良星99、济麦22等7个品种;(Ⅱ)中等耐Cu型,包括众麦1号、石农952等22个品种;(Ⅲ)弱耐Cu型,包括西农979、洛麦23等8个品种。进一步选取强耐Cu型(济麦22、科农9204)和弱耐Cu型(西农979、洛麦23)各两个品种,测定幼根谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力。结果表明,Cu胁迫下,3种谷胱甘肽相关酶的变化规律存在较大差异。与CK相比,Cu胁迫下,GSTs在洛麦23和西农979的活力显著高于其他2个品种;GR和GSH-PX在强耐Cu型品种间的活力均升高,与其他2个品种差异显著,而在弱耐Cu型小麦品种间变化不尽相同,这暗示了同一种酶在不同小麦品种间耐受Cu的质量浓度可能不同,其响应Cu胁迫机制存在一定的基因型差异。     

活性铝对小麦谷胱甘肽和丙二醛含量的影响

利用铝在不同pH值条件下形态分布的差异,研究活性铝2种主要形态(A la、A lb)对小麦根、茎、叶中还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的影响,探讨活性铝对植物的氧化胁迫及植物的抗铝机制。试验营养液中总铝浓度设置为0μmol.L-1(CK)、25μmol.L-1(T1)和75μmol.L-1(T2),各剂量组营养液的pH值分别调至4.0、4.5、5.0和5.5。研究结果表明,较低浓度的活性铝(A la和A lb)显著影响小麦根、茎、叶中GSH含量,根与叶中GSH存在一个激发、增长和消耗的过程;T2组叶中GSH含量在pH 4.5时降至最低值,同时叶中MDA存在积累,表明在此条件下,活性铝对小麦形成了最大氧化胁迫。     

两个不同耐铝玉米自交系根系对铝毒胁迫的响应

通过铝(Al)毒胁迫处理,检测两个不同耐Al玉米自交系(耐Al自交系178和Al敏感自交系Mo17)根系氧化胁迫相关指标如Al含量、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量,抵御氧化胁迫的过氧化物酶(POD)活性及细胞壁木质素含量,以期为揭示Al毒抑制玉米根系发育的机制提供佐证.结果表明,Al毒处理后,两个玉米自交系根系的Al含量、H2O2含量、MDA含量、木质素含量和POD活性均有所增加.当Al处理24 h时,这些生理指标变化最大.其中,178中木质素含量和POD活性增加幅度大于Mo17,分别为0.126 OD和2.04 U;而Mo17中Al含量、H2O2含量和MDA含量增加幅度更大,分别为1.835μg g-1、16.71μmol g-1和40.2 nmol g-1.综上,玉米根系的生长抑制与Al诱导的膜脂过氧化有关,而根系细胞抗氧化酶POD的活性及木质素含量的变化是玉米对Al毒胁迫的一种诱发性防御反应.图5参29     

臭氧胁迫下外源喷施亚精胺和EDU对小麦生理指标的影响

采用开顶式气室模拟研究外源喷施亚精胺(Spd)和EDU对O3胁迫下小麦生理指标变化的影响,测定的生理指标包括丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、可溶性蛋白质含量、还原型谷胱甘肽含量(GSH)、谷胱甘肽还原酶活性(GR)、抗坏血酸含量(ASA)和抗坏血酸过氧化物酶活性(APX)。结果表明,外源喷施Spd和EDU可不同程度地提高小麦叶片的SOD、POD、CAT、APX和GR活性,降低MDA和ASA含量,提高GSH和可溶性蛋白含量。当Spd的浓度为0.25、0.50和0.75mmol·L-1时,小麦叶片POD活性比对照处理提高90.0%～226.7%,CAT活性提高21.4%～40.6%,APX活性提高164.2%～191.0%,MDA含量降低9.7%～42.5%。喷施300mg·L-1EDU可导致小麦叶片POD、CAT和APX活性分别比对照处理提高76.8%、27.4%和128.1%,MDA和ASA含量降低,GSH含量提高25.6%。以上结果说明Spd和EDU是2种比较有效的缓解小麦O3胁迫的抗氧化剂,可用来防护O3对小麦的毒害。     

水杨酸对八仙花组培苗铝胁迫的缓解效应

为了探讨和分析高耐铝植物的生态恢复作用,采用不同浓度水杨酸(SA)和AlCl_3溶液共同对生长一致的八仙花组培苗进行胁迫处理,研究SA对其铝毒害的缓解效应。通过形态观察和可溶性糖、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等生理指标分析,结果表明SA不能消除铝胁迫对植株生长的抑制作用,高浓度会产生毒害效果,但低浓度SA能够有效降低质膜过氧化损伤,增加植株中SOD和POD活性,提高可溶性糖的含量,减少MDA的积累,从而缓解铝胁迫的毒害。     

不同干旱胁迫强度下白刺花幼苗叶片的生理生化反应

植物代谢产物和抗氧化酶活性与干旱胁迫强度的定量关系是评估植物适应干旱能力的重要科学问题.本文采用盆栽试验设计,设置土壤田间持水量(FC)80%、60%、40%、20%4个干旱胁迫处理.研究了不同强度的干旱胁迫梯度上2 a生白刺花(Sophora davidii)幼苗叶片内丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化特点.发现:(1)MDA与Pro含量随着干旱胁迫强度的增加呈线性增加趋势.(2)蛋白质和光合色素含量在干旱胁迫梯度上呈"钟型"抛物线变化趋势,在60%～40%FC下含量最高.(3)4种抗氧化酶活性的变化趋势不尽相同.其中SOD与APX的活性在干旱胁迫梯度上的反应均表现为多项式变化规律,即在中度干旱下的活性显著升高.而重度胁迫下降低;CAT活性变化规律与SOD和APX活性的变化正好相反;POD活性则表现为倒钟型趋势.60%FCT活性最低.综合分析表明,可溶性蛋白质和光合色素的含量、SOD、APX、CAT以及POD不仅能够较好地指示干旱胁迫对幼苗叶片的生理生化伤害程度,并且可反应叶片开始受胁迫伤害的土壤干旱水平.但是MDA和Pro含量则无法指示;60%FC左右的土壤含水量是白刺花2 a生幼苗叶片生理生化代谢受到伤害的干旱强度的阈值.图3参26     

锌对汞胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

通过沙基培养方法研究不同浓度锌(Zn)对汞(Hg)胁迫下小麦幼苗叶绿素相对含量(SPAD)、丙二醛(MDA)与脯氨酸的积累及抗氧化酶活性等的影响.结果表明:单独Hg(10 mg L-1)胁迫下,小麦幼苗叶绿素含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性受到抑制,MDA与脯氨酸含量升高.加入10 mg L-1Zn后,叶绿素含量比Hg单独胁迫升高了5.6%,MDA含量降低了32.4%,表明该浓度Zn在一定程度上缓解了Hg对小麦幼苗的毒害;Zn浓度高于10 mg L-1的处理中,叶绿素含量逐渐降低,MDA则呈升高趋势,表明随Zn浓度升高,Zn对Hg毒害的缓解作用逐渐降低.低浓度Zn(10~20 mg L-1)提高了Hg胁迫下小麦幼苗SOD与CAT活性,其活性随Zn浓度升高逐渐增加,20mg L-1Zn处理下,两种酶活性比Hg单独胁迫分别升高了103.3%与71.0%,高浓度Zn(50~100 mg L-1)处理下,两种酶活性则呈下降趋势,表明Zn对Hg胁迫下两种酶活性的促进作用逐渐减弱.在试验设置的Zn浓度范围内,脯氨酸含量均低于Hg单独胁迫,并且低于对照,说明外加Zn抑制了脯氨酸的生成.综上所述,10~20 mg L-1的Zn可以在一定程度上缓解10 mg L-1Hg对小麦幼苗造成的毒害.     

O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响

由于人口的快速增长,人类活动导致近地层O3浓度不断提高,O3浓度升高将对植物、动物和人体健康产生极大的危害.采用开顶式气室(OTC)原位实验方法,研究O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响,进而分析O3对植物的伤害机制.结果表明,O3浓度升高可导致冬小麦拔节期和抽穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶...     

二氧化硫胁迫对不同抗性玉米幼苗活性氧代谢的影响

采用60mg·m-3SO2气体处理玉米（Zea Mays.L）幼苗,通过组织化学染色和定量测定,分析了高抗自交系齐139和敏感自交系昌7-2在活性氧代谢上的差异。结果表明：SO2胁迫处理3h后,高抗系齐139幼苗叶片积累了较高的O2-和H2O2,12h后被迅速清除而趋于平衡;而高感系昌7-2叶片在胁迫早期产生的O2-和H2O2较少,后期有大量的O2-和H2O2积累,导致细胞损伤。抗氧化酶SOD和CAT在抗性系中显著升高,而敏感系中增幅不显著。这一研究表明不同抗性系中活性氧代谢的差异可能与其对SO2的抗性密切相关。     

磁赤铁矿/多羧基有机酸体系中五氯酚的异相光化学降解

自然界广泛存在的铁氧化物与多羧基有机酸在光照条件下能够由内源自身生成活性物过氧化氢,构成异相类Fenton体系降解污染物.在实验室构建了由磁赤铁矿和多羧基有机酸组成的光化学体系,研究了五氯酚在此体系中的降解和脱氯.结果表明,五氯酚在此异相光化学体系中的降解效率受波长范围、有机酸种类和氧气的显著影响.在UV-A波长范围,五氯酚具有较高的光降解效率.草酸能够显著促进五氯酚在磁赤铁矿中的异相光降解,但柠檬酸不具有此作用.氧气是体系中生成各种含氧活性物的必要条件.五氯酚在此体系中的降解遵循一级反应动力学.最佳实验条件下,五氯酚1 h的降解率可达80%以上,脱氯率可达35%以上.对体系主要活性物过氧化氧的定量研究较好的解释了体系在各种条件下的活性差异.     

NaCl胁迫对不同柑橘砧木品种抗氧化系统的影响

采用土培的方式,研究了不同浓度的NaC(l0,50,100,150,250,350mmol·L-1)对岑溪酸橘Citrus reticulata Blanco、龙州土柠檬Citrus limonia Osbeck和临桂砧板柚Citrus grandis Osbeck叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性以及谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、超氧自由基(O2·-)含量的影响。结果表明,随着NaCl处理浓度的增加,岑溪酸橘、龙州土柠檬和临桂砧板柚3种柑橘叶片中O2·-均有不同程度的增加,表明在NaCl处理下3种柑橘均受到了不同程度的O2·-胁迫。NaCl处理对岑溪酸橘和龙州土柠檬SOD、POD活性,临桂砧板柚MDA含量的影响不显著(P0.05),但引起临桂砧板柚SOD活性、岑溪酸橘和龙州土柠檬APX活性显著增加(P0.05)。在不同浓度的NaCl处理下,3种柑橘叶片的CAT活性均有不同程度的下降,但GSH的含量随着NaCl浓度的增加而增加,在NaCl处理浓度为350mmol·L-1时,岑溪酸橘、龙州土柠檬、临桂砧板柚GSH含量分别比对照提高了137%、59.1%、90.8%,表明GSH在解毒NaCl胁迫时起重要作用。     

纳米硫化镉对A549细胞的损伤研究

研究纳米硫化镉(Nano-Cd S)材料对肺癌细胞系A549的毒性及氧化损伤作用。培养A549细胞,经传代后接种于6孔板中,每孔2 m L完全培养基,接种次日进行染毒。用直径20~30 nm、长度80~100 nm的Nano-Cd S进行染毒,染毒浓度分别为0、5、10、20、40和80 mg·L~(-1)。染毒24 h后用MTT检测细胞存活率,以存活率在80%左右的浓度为后续实验染毒浓度。应用流式细胞技术,用荧光探针法检测A549细胞的活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量,PI-Annexin-V法检测细胞凋亡情况;用试剂盒检测细胞中超氧化物岐化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,判断细胞氧化损伤情况。不同浓度Nano-Cd S处理细胞24 h之后,细胞存活率随剂量的增加而下降,浓度为10、20、40和80μg·L~(-1)时,存活率分别为(88.71%±0.80%)、(81.93%±3.06%)、(75.23%±1.13%)和(70.66%±5.63%),且各组间差异均具有统计学意义(P0.05)。以浓度为10和20 mg·L~(-1)的Nano-Cd S染毒24 h后,胞内ROS含量和细胞凋亡率随染毒剂量的增加而增加(P0.05);浓度为10 mg·L~(-1)时,细胞凋亡率为(6.26%±0.44%)。与对照相比,各染毒组SOD和CAT活性和MDA含量升高,20 mg·L~(-1)染毒组SOD和CAT活性和MDA含量高于10 mg·L~(-1)染毒组(P0.05)。研究表明,纳米硫化镉能引起A549细胞的氧化损伤和细胞凋亡,具有明显的细胞毒性。     

运动对2,3,7,8-四氯二苯并二噁英持续暴露大鼠肝脏氧化应激的影响

为探索运动对2,3,7,8-四氯二苯并二噁英(2,3,7,8-TCDD)持续暴露大鼠肝脏氧化应激的影响,本研究将7周龄雄性SD大鼠适应性喂养1周后,随机分为对照(NC)、运动对照(EC)、染毒1(NT1)、运动染毒1(ET1)、染毒2(NT2)、运动染毒2(ET2)、染毒3(NT3)、运动染毒3(ET3)、染毒4(NT4)及运动染毒4(ET4)共10组。染毒组(NTs、ETs)腹腔注射TCDD(溶于玉米油),对照组及各染毒组首次剂量依次为0、0.4、1.6、6.4、25.6μg·kg~(-1)(以单位体重计),之后每周给予上述剂量的21%作为维持剂量,持续染毒8周;运动组尾部负重5%游泳,每周5 d,每次30 min。实验结束取材,测定血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、肝组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)含量。结果显示:1)染毒可升高各染毒组大鼠血清AST活性及NT4组大鼠血清ALT活性,增加NT2、NT3组肝脏MDA含量,而降低NT1、NT2组大鼠血清ALT活性;2)运动可升高大鼠血清AST及ALT活性,增加大鼠肝组织GSH-Px活性;3)运动可升高染毒大鼠血清AST活性(T1剂量),降低染毒大鼠血清ALT活性(T1剂量),降低染毒大鼠血清AST活性(T3剂量),升高染毒大鼠血清ALT活性(T3、T4剂量),增加染毒大鼠肝组织SOD活性(T2、T3剂量)、CAT活性(T1、T2、T3剂量)及GSH-Px活性(T2、T3、T4剂量),降低染毒大鼠肝组织MDA含量(T2、T3、T4剂量)及ROS含量(T1、T3剂量)。结果表明,2,3,7,8-TCDD持续暴露8周可引起大鼠肝细胞氧化应激损伤,并产生剂量依赖效应;而有氧运动可增加2,3,7,8-TCDD持续暴露(T2、T3剂量)大鼠肝组织抗氧化酶活性,有效降低氧化应激损伤而减轻肝毒性。     

不同生存环境和磷酸盐对4株溶磷菌溶磷能力的影响

利用液体培养法研究了不同NaCl浓度、碳源、氮源、溶解氧及磷酸盐对分离自小麦(Triticum aestivum)、苜蓿(Medicago sativa)根际的4株优良溶磷细菌(Lx81、Jm92、Dm84、Lx191)溶磷能力的影响.结果表明:(1)4株溶磷菌均为高耐盐菌株,其中Jm92和Din84维持较高溶磷量的NaCl浓度最高阈值分别为4%和8%,Lx81、Lx191在NaCl浓度超过5%时溶磷活性受到抑制.(2)Lx81的最佳碳源是葡萄糖,其次为蔗糖;另外3株菌在葡萄糖和蔗糖为碳源时,均有较高的溶磷能力;4株菌都几乎不能利用淀粉.(3)Lx81和Jm92在以(NH_4)_2SO_4和NH_4 NO_3为氮源时溶磷活性均较高,(NH_4)_2SO_4 是Lx191的最佳氮源,而NH~+-N存在会导致Dm84溶磷活性降低.(4)供试4株菌均不是专性厌氧菌,但不同菌株对氧的需求量不同.(5)4株溶磷菌对Ca_3-P和Ca_8-P有较大的溶解效率,但它们几乎都不能溶解Ca_(10)-P.图3表4参14