硝酸铊对浮萍(Lemna gibba L.)的生长抑制及其氧自由基损伤作用

为了探讨硝酸铊(Tl(I)-nitrate)对浮萍(Lemna gibba L.)的生长抑制作用及其可能的氧化损伤机制,设置了Tl(I)-nitrate的8个处理组(0.005、0.01、0.02、0.04、0.08、0.1、0.5和1.0 mg·L-1)和对照组(0.0 mg·L-1),进行96 h急性毒性实验,测定96 h内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛含量。结果表明:96 h暴露时间下,浮萍生长受抑制程度与Tl(I)浓度之间呈正相关,Tl(I)-nitrate对浮萍的96 h EC50为0.076 mg·L-1,NOEC为0.01 mg·L-1。CAT活性随着Tl(I)-nitrate浓度升高逐渐降低,在0.5和1 mg·L-1时,有极显著差异(p0.01)产生,SOD活性在0.1 mg·L-1时显著升高(46%),POD活性和MDA含量在Tl(I)浓度0.5 mg·L-1时明显上升。当Tl(I)-nitrate胁迫超出浮萍抗氧化酶系统清除活性氧的能力时,活性氧积累导致浮萍受到不可逆转的氧化损伤。Tl(I)-nitrate对浮萍生长产生明显的抑制作用     

马拉硫磷及其水解产物对圆瘤浮萍的生长抑制及氧化损伤作用

为了探讨马拉硫磷和主要水解产物对圆瘤浮萍的生长抑制作用及可能的氧化损伤机制,采用静态培养法,研究不同浓度的马拉硫磷及其水解产物二甲基二硫代磷酸酯(DMDTP)、二甲基硫代磷酸酯(DMTP)、二甲基磷酸酯(DMP)对圆瘤浮萍生长、叶绿素含量、叶绿体活性、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)含量的影响。结果表明,暴露7 d后,浓度为100 mg a.i.·L-1处理下的浮萍叶状体生长量与空白对照组无显著性差异;DMDTP、DMTP和DMP对圆瘤浮萍叶状体生长量的半数抑制浓度(7 d-IC50)分别为52.9、45.5和98.0 mg a.i.·L-1。随着试验液中DMDTP、DMTP和DMP浓度的升高,圆瘤浮萍叶绿素含量均明显降低,叶绿体活性则分别表现为诱导-抑制、抑制和抑制效应。在DMDTP、DMTP和DMP胁迫下,脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量明显增加;圆瘤浮萍体内的抗氧化酶系统均受到影响。总体表现为随着DMDTP浓度的增加,SOD活性先降低后升高;DMTP和DMP胁迫下,SOD活性呈现先降后升再降的趋势;POD和CAT活性则随3种水解产物浓度的增加呈现先升后降趋势;这表明抗氧化酶系统对外部胁迫的应答很复杂。马拉硫磷对圆瘤浮萍的毒性较小,其水解产物DMDTP、DMTP和DMP均对圆瘤浮萍的生长产生一定的毒性作用。在实际生产中,应多加关注马拉硫磷水解产物对环境生物的风险评估。     

藿香蓟(Ageratum conyzoides)对土壤铅胁迫的生理响应

为了解日益增加的城市土壤铅(Pb)胁迫对城市园林地被植物的影响,采用盆栽实验研究土壤Pb胁迫对藿香蓟(Ageratum conyzoides)叶片生理特性的影响.结果显示,Pb胁迫处理降低了藿香蓟叶片的叶绿素总量及叶绿素a和b含量,质膜透性增大,丙二醛(MDA)含量上升.随着Pb浓度增加,同一时期内藿香蓟叶片SOD、POD和CAT酶活性均上升,但土壤Pb浓度超过750 mg kg-1或1 000 mg kg-1后保护酶活性开始逐渐下降.随着胁迫处理时间的延长,SOD活性在d 20、d 40和d 60时都高于胁迫处理d 7时的活性,POD活性是在d 20时急剧下降,CAT活性则在胁迫处理d 60时急剧下降.研究表明,藿香蓟能在一定程度上适应土壤Pb胁迫,但Pb胁迫浓度超过750 mg kg-1后将影响其生理代谢过程.图4参20     

超富集植物李氏禾对铬诱导的氧化胁迫响应

为探讨超富集植物李氏禾(Leersia hexandra Swart)耐受和超富集重金属铬的生理机制,采用水培法,研究不同质量浓度、不同价态的铬处理及不同处理时间对李氏禾幼苗不同部位抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,随着铬胁迫时间的延长,SOD、POD、CAT三种酶活呈现逐步升高的趋势.随着铬胁迫质量浓度的增加,MDA逐渐升高,3种抗氧化酶先升后降,Cr33 质量浓度为40 mg·L-1和Cr6 质量浓度为20 mg·L-1时分别出现峰值.Cr3 质量浓度低于40 mg·L-1,Cr6 质量浓度低于20 mg·L-1时,抗氧化酶在李氏禾应答铬胁迫的反应中起重要作用,超过此质量浓度范围,抗氧化酶系统将受到损害.     

Pb、Zn及其交互作用对蜈蚣草抗氧化酶及叶绿素含量的影响

采用水培实验的方法,研究了Pb、Zn及其交互作用对蜈蚣草抗氧化酶及叶绿素含量的影响.实验结果显示,Pb浓度在0—50 mg·L-1时,蜈蚣草叶绿素含量随Zn浓度增加逐渐升高、MDA含量逐渐降低,Pb、Zn交互作用可促进植株叶绿素合成.Pb浓度在100—400 mg·L-1时,Pb、Zn交互作用则降低叶绿素含量;在Pb浓度400 mg·L-1时,Pb、Zn交互作用显著增加MDA含量.实验结果还显示,在Pb浓度固定时,蜈蚣草叶片SOD、CAT的活性随Zn浓度增加呈现先上升后下降的趋势;POD随着Zn处理浓度的增加持续增加.在Zn浓度一定时,蜈蚣草叶片SOD、CAT、POD的活性随Pb浓度增加先上升后下降.由此可见,在低Pb、Zn浓度下,Pb、Zn交互作用表现为协同作用;在高Pb、Zn浓度下,Pb、Zn交互作用表现为拮抗作用.     

双酚A对紫背浮萍生长和光合色素及抗氧化系统影响

以紫背浮萍为实验对象,探究双酚A(bsiphenol A, BPA)对其生长、光合色素含量、抗氧化系统和渗透压调节物质的影响。结果表明,不同浓度(0、1、5、20和50 mg·L~(-1))BPA连续暴露7 d后,与对照组相比,随暴露浓度升高,紫背浮萍湿重和叶绿素含量呈现先显著增加后降低的趋势;暴露组过氧化氢(H_2O_2)含量和抗超氧阴离子自由基活性显著降低;丙二醛(MDA)含量在20和50 mg·L~(-1)组显著升高;暴露组抗氧化酶活性包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和总抗氧化能力(T-AOC)均低于对照组;谷胱甘肽(GSH)含量在高浓度组显著升高,20 mg·L~(-1)组可溶性糖含量显著升高,可溶性蛋白含量在中高浓度组显著增加。研究表明,中低浓度BPA会提高紫背浮萍光合色素含量,有机物积累增多,促进其生长;但随BPA浓度不断升高,紫背浮萍体内产生氧化损伤,抗氧化酶活性及叶绿素含量降低,生长受到抑制。本研究结果将为BPA污染控制及对水生植物生态毒性效应评价提供理论基础。     

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。     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。     

外源脱落酸对连作障碍下栝楼抗氧化酶系的影响

在金华地区选取连作3年的栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)为试验材料,通过浇灌不同浓度(0,2.5,5,7.5,10 mg·L~(-1))脱落酸(ABA),在正常连作情况下测量其叶片的抗氧化酶系活性,探究外源脱落酸缓解栝楼连作障碍的作用机制,为缓解栝楼连作障碍提供理论依据。结果表明:在正常连作情况下,栝楼幼苗经过外源ABA连续处理7 d,处理结束后再过7 d对叶片进行采样测定酶活性,发现超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化物酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性总体随处理的外源ABA浓度的升高而呈现先增强后减弱的趋势。除了PPO酶活性的峰值出现在外源ABA浓度为7.5 mg·L-1外,其余酶的酶活性峰值均出现在5mg·L~(-1)。在过高的外源ABA浓度下,SOD、POD、CAT的酶活性出现低于对照组的现象,推测过高浓度的外源ABA可能不利于连作植物生长。由隶属函数分析得出,5 mg·L~(-1)的外源ABA可以有效缓解栝楼的连作障碍。     

两种除草剂对蚯蚓的急性毒性及氧化胁迫效应

为评价两种常用除草剂草甘膦和精喹禾灵对土壤动物的影响,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和人工土壤法测定了两种除草剂的急性毒性效应。并通过人工土壤染毒法研究了两种除草剂对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,滤纸法染毒48 h,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓为低毒级,其LC50值分别为546.4和638.7μg·cm-2;人工土壤法染毒14 d,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的LC50值分别为321.4和392.3 mg·kg-1,属低毒级。氧化胁迫试验结果表明,较低浓度草甘膦(≤4 mg·kg-1)和精喹禾灵(≤10 mg·kg-1)对蚯蚓体内抗氧化酶活性影响不显著,而40和80 mg·kg-1草甘膦在暴露7 d内对SOD、CAT和POD活性影响显著,表现为SOD活性显著提高,CAT和POD活性分别呈现降低-提高和提高-降低的变化趋势。暴露7 d内,100 mg·kg-1精喹禾灵对蚯蚓SOD活性表现为先刺激后抑制的变化趋势,CAT和POD活性显著提高。和对照相比,草甘膦污染土壤中蚯蚓体内MDA含量变化不显著,而高浓度精喹禾灵(100 mg·kg-1)污染土壤中,第7和14天时蚯蚓体内MDA含量显著提高。暴露14 d后,草甘膦和精喹禾灵对蚯蚓的氧化胁迫基本消失,说明供试浓度范围内草甘膦和精喹禾灵不会对蚯蚓造成严重的氧化损伤。与急性毒性结果相比,氧化胁迫效应更为敏感,可作为该两种除草剂对土壤生态影响早期预警中的生物标志物。