模拟酸雨对杜仲抗性生理及药用有效成分含量的影响

研究了模拟酸雨对杜仲抗性生理及药用成分绿原酸、桃叶珊瑚甙、总黄酮含量的影响.结果表明,春夏秋季在系列模拟酸雨胁迫下,杜仲叶叶液pH值、K 、Ca2 含量随酸雨pH值降低而降低,呈显著正相关;杜仲叶膜保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和膜保护物质抗坏血酸(AsA)含量在春夏两季随酸雨pH值降低呈单峰曲线型变化,秋季则均随酸雨pH值降低而降低,且呈显著正相关;抗性物质脯氨酸(Pro)含量春夏两季随酸雨pH值降低而升高,呈显著负相关,秋季则在pH3.0和2.5的强酸雨胁迫下急剧降低;膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量无论春夏秋季均与酸雨pH值呈显著负相关;春季仅pH2.5的强酸雨对杜仲叶绿原酸、桃叶珊瑚甙和总黄酮等药用成分含量影响较大,夏秋两季各药用有效成分则均随酸雨pH值降低而降低,呈显著正相关.图1表2参27     

Zn2+胁迫及恢复下番茄幼苗根系中抗氧化系统的动态变化

通过温室水培试验,研究1.0×10-4mol/LZn2 胁迫及解除胁迫对番茄(Lycopersicom esculentum Mill.)幼苗根系中抗氧化系统的动态变化.结果表明,胁迫条件下,番茄根系丙二醛(MDA)和蛋白质含量增加;超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.1.1),过氧化氢酶(CAT,EC1.11.1.6)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX,EC1.11.1.9)活性上升,而过氧化物酶(POD,EC1.11.1.7)活性下降;AsA-GSH循环代谢受影响;抗坏血酸过氧化酶(APX,EC1.11.1.11)活性在胁迫d1、d3上升,随后下降,而谷胱甘肽还原酶(GR,EC1.6.4.2)活性在胁迫1~5d时下降,随后上升;抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量上升.解除胁迫后,根系中MDA和蛋白质含量随时间延长逐渐减少,接近对照;POD和APX活性增加,而SOD、CAT和GR活性及GSH含量先升高,随后减少;GPX活性和AsA含量却降低;恢复后根系中抗氧化物水平仍然高于对照.依据实验结果,文中讨论了胁迫及恢复过程中植物AsA-GSH循环代谢的作用.图3参16     

磷酸缓冲液预处理对高温胁迫下油菜叶片膜脂过氧化及体内保护系统的影响

高温胁迫下,油菜叶片细胞膜相对透性、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性增加;抗坏血酸（ASA）、谷胱甘肽（GSH）、可溶性蛋白质总量及热稳定性蛋白质所占比例与超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性下降;酸缓冲液预处理可维持较高的保护酶活性、抗氧化物质含量和较低的膜脂过氧化水平．     

模拟酸雨对五爪金龙幼苗光合生理特性的影响

在华南地区,酸雨引起的农作物和经济作物生长发育障碍常导致严重的经济损失,而一些有害入侵种在酸雨条件下仍在扩散,危害性未受到明显的抑制.因此,酸雨条件下入侵种生物学特性研究有助于揭示其入侵规律.在人工环境条件下（光照培养箱的温度为30 ℃,相对湿度为47.6%,光合有效辐射为63.6 μmol·m^-2·s^-1）进行五爪金龙（Ipomoea cairica L）盆栽试验.五爪金龙幼苗每天喷施营养液.采用模拟酸雨（pH梯度为2、3、4、5、6）对幼苗进行胁迫实验,利用LI-6400便携式光合仪和分光光度法测定其光合生理特性指标.结果表明：五爪金龙叶片净光合速率随酸雨pH值的下降而降低.当光合有效辐射（PAR）低于200 μmol·m^-2·s^-1时,不同酸雨处理叶片的净光合速率均随光合有效辐射强度的增加而增大;当光合有效辐射高于200 μmol·m^-2·s^-1时,同一光合有效辐射不同pH处理叶片的净光合速率均为：CK（对照） 〉 pH6.0 〉 pH5.0 〉 pH4.0 〉 pH3.0 〉pH2.0.随着酸雨pH值的下降,光饱和点、光补偿点、最大净光合速率、表观量子效率和暗呼吸速率均呈下降的趋势.其中,pH3.0和pH2.0酸雨处理对各项光合特性参数的抑制作用均达到了显著水平.酸雨胁迫导致五爪金龙叶片叶绿素含量下降,丙二醛含量（MDA）和可溶性糖含量均显著增加,表明酸雨胁迫对叶片细胞膜系统产生了破坏作用.pH6.0、pH5.0和pH4.0酸雨处理对五爪金龙的光合生理特性影响较小,pH值为3.0和2.0的酸雨处理对五爪金龙的光合能力抑制显著.酸雨胁迫导致五爪金龙利用强光能力下降,提高了其利用弱光的能力.五爪金龙光合生理特性对酸雨环境较为敏感,对酸雨胁迫具有一定的耐受性和适应性.     

低氧胁迫下苹果砧木根系的膜脂过氧化作用及其抗氧化机理

采用营养液水培的方法,以苹果砧木平邑甜茶(Malus hupenensis Rehd.)和变叶海棠(Malus toringoides Rehd.)为试材,研究了低氧胁迫下两种苹果砧木根系的膜脂过氧化作用及其抗氧化系统的响应.结果表明,低氧胁迫下苹果砧木根系超氧阴离子(O2-)产生速率和过氧化氢(H,0,)含量增加,丙二醛(MDA)含量上升,且随时间延长旱快一慢一快的变化趋势.同时根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性增加,抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性前期有所提高而后期降低并低于对照,抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及抗坏血酸/脱氢抗坏血酸(AsA/DHA)和还原性谷胱甘肽/氧化性谷胱甘肽(GSH/GSsG)比值在胁迫早期增加而后逐渐减少,中期和后期低于同期对照.变叶海棠根系细胞膜受到的氧化伤害大于平邑甜茶,其抗氧化系统的防御能力也弱于后者.说明低氧胁迫下苹果砧木根系活性氧(ROS)积累,细胞膜脂质过氧化加重,植株根系的抗氧化防御系统能在一定程度上减轻低氧胁迫所造成的膜伤害,但当胁迫持续加重时,植株将受到更大的氧化伤害.     

不同海拔珠芽蓼抗氧化系统的研究

对生长在青藏高原不同海拔地区的多年生高山植物珠芽蓼(Polygonum viviparum L.)的抗氧化系统进行了测试，以探讨高山植物对于高寒环境的适应机理。结果表明：随着海拔的升高，叶绿素a(chla)、叶绿素b(chlb)含量明显下降，chla／chlb增大，珠芽蓼叶和根细胞的膜脂过氧化均加剧，丙二醛(MDA)含量明显增加。3种抗氧化酶的活性受到明显影响，其中叶片中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性，随海拔升高而活性降低，而均与根中的变化趋势相反，过氧化氢酶(CAT)活性随海拔升高呈增强的趋势，且叶片中活性较根中变化明显，抗坏血酸(AsA)随海拔的升高，含量呈明显增加，膜脂过氧化与抗氧化物酶的变化具有不一致性，这可能表明两种抗氧化系统之间存在一定的协同作用，特别是高含量的抗坏血酸，可能在高山植物适应高寒环境的胁迫方面具有更加重要的作用。图5表1参22。     

模拟酸雨对森林红壤中铝的溶出及不同土层酸度变化的影响

为进一步探明酸沉降对森林红壤及生态环境的影响，模拟长沙地区降水酸度及离子组成，采用浸泡试验对两种森林红壤活性铝的释出及土壤理化性质的变化进行了研究。结果表明，模拟酸雨浸泡初期，土壤活性铝的释出量随浸泡次数的增加而增加，原始土壤pH值愈低，活性铝释出愈多；强酸度、高离子浓度（AR4）模拟酸雨对土壤中活性铝的溶出量远大于基础酸雨（AR3）及弱酸、低离子浓度酸雨（AR2）和对照酸雨（AR1）。模拟酸雨酸度愈大，对土壤pH值的影响愈明显，不同土层间，以A层土壤pH值下降最明显，B、C层土壤则下降较小。模拟酸雨模拟浸泡土壤25年后，土壤阳离子交换量均有不同程度下降，有机质含量高，原土壤阳离子交换量大的土壤下降幅度也大。     

模拟酸雨胁迫下镧对高梁种子萌发的影响

以高粱(熊杂9号)为试材,研究酸雨胁迫下镧对高粱种子萌发、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和质膜透性的影响.结果显示,用12 mg·l~(-1)的LaCl_3溶液浸种处理高粱种子效果最佳.经La(Ⅲ)处理后,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均较单一酸雨处理组升高,pH 2.5时增幅最明显;pH 2.0时,酸雨严重破坏种子内部结构,La(Ⅲ)的加入已无法缓解酸雨引发的伤害.而经La(Ⅲ)处理后,低强度(pH 5.0-3.5)酸雨胁迫下,种子的POD活性较单一酸雨处理组升高,高强度(pH 3.0-2.0)时降低;可溶性蛋白含量较所有单一酸雨处理组升高,MDA含量和质膜透性较单一酸雨处理降低,pH 2.5-2.0时该效果尤为明显.表明La(Ⅲ)可通过调节高粱种子内部的POD活性减轻酸雨胁迫引发的膜脂过氧化,缓解对种子萌发的伤害.     

镧对酸雨胁迫下水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响

分别采用pH值为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的模拟酸雨和La(浓度为1mg·l-1)处理水稻种子,测定不同酸雨胁迫下La对水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,结果表明,当酸雨胁迫7d时,随胁迫强度的增加(pH5.0-2.0),可溶性蛋白含量逐渐降低,而脯氨酸含量逐渐升高.La可缓解pH5.0-3.0胁迫的伤害;但对pH2.5-2.0无明显防御作用.pH4.0时,解除酸雨胁迫(t=5d,3d)后可溶性蛋白含量即时提升(第6天和第4天),La处理亦可提高可溶性蛋白含量,对脯氨酸含量均无明显影响,pH2.5处理过长时(t≥5d),对水稻种子造成不可逆伤害,可溶性蛋白含量小于对照,而脯氨酸含量大于对照,La处理无明显效应;当酸雨处理3d时,可溶性蛋白与脯氨酸含量均显著大于对照,经La处理后均有所提高,表明La丑对酸雨胁迫下水稻种子萌发有一定防御作用.     

模拟酸雨对木兰科树种叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

酸雨对森林、水体和农田等生态系统造成的危害受到许多研究者的重视,并已取得一些成果,但关于木本园林植物的伤害机理及抗性机制没有得到澄清,尤其是对抗氧化系统的影响研究较少。采用盆栽法,以木兰科(Magnoliaceae)树种抗酸性强的阔瓣含笑(Michelia platypetala)和抗酸性弱的红花木莲(Manglieta insignis)为试材,研究了不同pH值模拟酸雨处理对叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响。结果表明,随着酸雨pH值的下降,两树种叶片抗氧化剂抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)质量分数下降;抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性下降,而过氧化物酶(POD)活性变化趋势不一致,阔瓣含笑一直呈上升趋势,红花木莲则先上升后下降。此外,超氧阴离子(O2?·)产生速率上升,丙二醛(MDA)含量和膜透性增加;相关性分析表明,O2?·产生速率与MDA和膜透性呈显著正相关,与抗氧化酶SOD,GR和抗氧化剂ASA质量分数呈显著负相关,说明酸雨降低了植物体防御活性氧伤害有关的酶系统和非酶系统抗性能力,提高了体内活性氧含量,膜脂过氧化加剧。与红花木莲相比,阔瓣含笑具有较强的抗氧化能力。本研究结果从自由基的产生及清除的角度,探讨木本园林植物的伤害机理以及抗性机制,也为该类园林树种在江南城市中的选择提供一些科学参考依据。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(Salvia cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同p H(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示:模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随着p H的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

模拟酸雨对葡萄叶片和花粉的影响

以巨峰葡萄为试材,研究了模拟酸雨对叶片和花粉的影响,结果表明：（１） 经ｐＨ２ ．５ 和ｐＨ２ ．０ 的酸雨处理后叶片在短期内均出现不同程度的可见性受害伤斑,叶绿素含量和净光合速率下降．（２） 酸雨使叶片ＳＯＤ活性及不饱和脂肪酸指数（ＩＵＦＡ）下降,膜脂过氧化产物ＭＤＡ 含量及细胞膜透性显著增加,并且这些指标的变化与酸雨ｐＨ值有显著的相关性．（３）叶片对酸雨处理引起的生理伤害有一定的自我修复功能．（４） 酸雨对叶片的生长和花粉发芽有明显的抑制作用     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制，以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(S. cavaleriei Lévl.)为试验材料，分析了2种鼠尾草在不同pH(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示：模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草；随pH的下降，2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低，但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草，并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫；2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应，表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高，但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱；模拟酸雨胁迫下，贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草，叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明，尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强，但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草，使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低，是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

酸雨对生菜的光合、抗氧化系统和产量的影响研究

目前国内外有关酸雨对植物生长危害的影响研究多集中在森林植物和粮食作物,而酸雨对叶菜类蔬菜生长的相关研究较少。酸雨的频发可能会影响蔬菜的生长,进而降低蔬菜产量。为探究酸雨对叶菜类蔬菜生理和产量的影响,选取生菜(Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.)作为试验材料,采用野外原位研究方法,探究模拟酸雨(pH梯度为3.0、4.0、5.0)和自然降水(CK)对生菜光合、抗氧化系统和产量的影响。结果表明,pH 4.0和5.0酸雨对生菜光合系统影响不显著,pH 3.0酸雨对生菜光合系统影响显著;在整个试验期内,pH 3.0酸雨显著降低生菜净光合作用8.4%—17.0%。pH 3.0、4.0和5.0酸雨均显著提高生菜超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,表明酸雨会激活生菜抗氧化系统,同时会对生菜叶片膜系统造成损伤;在第20天后,pH 3.0酸雨下生菜过氧化氢酶(CAT)活性显著下降13.8%%—35.2%。pH 5.0酸雨对生菜产量影响不显著;pH 4.0和3.0酸雨显著降低生菜地上部产量,分别降低14.6%和16.7%。pH 3.0酸雨使生菜地下部产量显著降低19.0%。综上可见,模拟酸雨对生菜的光合系统、抗氧化酶系统和产量均产生显著影响,且酸雨对生菜的影响阈值在pH 4—5之间,pH 4.0以下的酸雨明显降低生菜产量,但酸雨强度为pH 5.0时已存在生菜减产的风险,研究结果可为生菜栽培的相关农户以及决策部门提供参考。     

模拟酸雨对薇甘菊种子萌发和幼苗生长的影响

薇甘菊是入侵性杂草,已在我国华南地区及云南部分地区造成严重危害。我国华南地区同时也是强酸雨分布区域。采用不同pH值的模拟酸雨对薇甘菊种子及幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响。测定了不同pH值下薇甘菊幼苗叶绿素含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧阴离子产生速率、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性。结果表明,薇甘菊种子具有较强的耐酸能力,pH≥3．5时均能正常萌发,pH≤3．0时不能萌发。不同pH值模拟酸雨对薇甘菊幼苗叶绿素含量影响不显著。随着模拟酸雨pH值下降,超氧阴离子产生速率上升,丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性呈先上升后下降。pH3．5时,丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化物酶活性均达最大值;pH4．0时超氧化物歧化酶活性达最大值。结果表明薇甘菊对华南地区酸雨胁迫表现出适应。     

铈对酸雨和镉双重胁迫下小麦生理指标的影响

以小麦永良4号(Triticum aestivum)为材料,通过营养液水培实验,研究了在酸雨和镉的双重胁迫下,铈对小麦幼苗叶片内丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、硝酸还原酶(NR)活性的影响.实验结果显示:pH2.0+10 mg·L~(-1) Cd~(2+)、pH2.0+50 mg·L~(-1) Cd~(2+)、pH2.0+200 mg·L~(-1) Cd~(2+)三种处理都可明显增加MDA含量,提高SOD活性,降低NR活性,双重胁迫的抑制作用明显,且随着Cd~(2+)的质量浓度增加,抑制程度加重;叶面喷施40 mg·L~(-1)的铈预处理后,MIDA含量下降,SOD活性降低,NR活性上升,显示叶面喷施适当质量浓度铈可以有效降低小麦体内氧自由基含量,减轻膜系统的损伤,提高小麦对氮肥的利用能力,缓解镉和酸雨双重胁迫对小麦幼苗生长与代谢的损伤.数据还显示:适当铈对三个测定指标的修复作用不同,表现为SOD>MDA>NR.     

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg~(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg~(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。     

镉污染对水稻不同生育期抗氧化系统的影响

采用土培的方法,研究了不同Cd添加水平（0、5、10、20、30、60 mg.kg-1,以CK,T1,T2,T3,T4,T5表示）对水稻分蘖期、孕穗期和抽穗期叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）、总巯基（-SH）、谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）含量以及水稻叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明,叶片中Cd的含量随生长时期的延长而增加;T1处理时,水稻3个时期中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量最高,表明低质量分数Cd有利于水稻的生长;而T4和T5处理显著降低了叶绿素含量（P〈0.05）。Cd对不同生育时期抗氧化酶的影响不一,对分蘖期SOD、POD、CAT活性影响较明显,而对孕穗期和抽穗期SOD、POD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量影响不显著（P〉0.05）。高质量分数Cd提高了叶片中MDA含量,在T5处理时,MDA含量在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别为对照的1.9倍、4.5倍和4.6倍。水稻不同生育时期总-SH、GSH、PCs含量随着Cd处理质量分数的增加而增加,表明Cd处理诱导了水稻PCs的解毒机制。