湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)对镉的富集特征及生理响应

以人工湿地修复镉污染水体时,植物在镉离子的沉淀、吸收和积累等过程中起着关键作用,但当前报道的镉富集植物种类较少,湿地植物对镉胁迫的生长及生理响应缺乏系统研究,限制了湿地植物在镉污染水体修复中的应用。笔者以常见湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)为对象,设置了4个镉处理浓度(0、0.5、1和2 mg·L~(-1)),研究了水蓼对镉的富集特征以及生长和生理响应。水蓼根、茎和叶的镉含量(以干重计)随镉处理浓度的增加而升高,处理30 d时,在2 mg·L~(-1)处理下分别达到134、47和48 mg·kg~(-1)。处理30 d时,在1 mg·L~(-1)的镉处理下,水蓼的地上部及地下部富集系数和转运系数最高,地上部和地下部富集系数分别为45.6和111.7,转运系数为0.41。在处理15 d时,水蓼生物量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性在2 mg·L~(-1)处理下显著降低。在处理30 d时,水蓼的总生物量在不同镉浓度下无显著差异,但丙二醛(MDA)含量、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性在0.5～2 mg·L~(-1)镉处理下均显著升高,叶绿素含量下降。这些结果表明,水蓼可以通过提高抗氧化酶活性等机理抵抗镉胁迫产生的氧化伤害,并且水蓼对镉的富集和转运系数较高,具有在镉污染水体修复中应用的潜力。     

温度对中国鲎幼鲎生长、蜕壳、能值、免疫指标和抗氧化能力的影响研究

本文研究了温度（29℃、31℃、33℃、35℃和37℃）对中国鲎（Tachypleus tridentatus）幼鲎蜕壳同步性、机体免疫力和抗氧化能力等的影响。研究结果显示：（1）当温度高于33℃时幼鲎的成活率显著降低（P<0.05），蜕壳增重率随温度的升高而显著降低（P<0.05），蜕壳率则随着温度升高呈先显著升高（P<0.05）后显著降低（P<0.05）的趋势，33℃试验组蜕壳率最高；（2）温度较高试验组幼鲎开始蜕壳的时间较早，33℃试验组的幼鲎最先蜕壳；一、二龄幼鲎能值随温度升高而显著降低（P<0.05）;(3)37℃高温组一、二幼鲎的ACP活力均显著降低（P<0.05），而AKP活力变化没有明显规律；（4）一龄幼鲎CAT活性随温度升高而显著降低（P<0.05）,37℃试验组二龄幼鲎的TAOC和CAT活性均显著低于其他试验组（P<0.05）。研究结果表明，当温度低于33℃时，适当升高温度有利于中国鲎幼鲎的蜕壳与生长；当温度超过33℃时，幼鲎的免疫力、抗氧化能力显著降低，成活率下降。本文的结果可以为中国鲎人工育苗和放流活动开展提供基础...     

乙草胺对小麦生理机能的影响与生物标记物识别

对乙草胺胁迫下小麦幼苗叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性、可溶性蛋白含量、丙二醛（MDA）以及叶片中叶绿素含量的变化进行了研究.结果表明,乙草胺处理小麦幼苗1 d后,叶片MDA含量显著增加,说明了乙草胺处理诱导有毒活性氧（AOS）生成,但随着处理时间的延长,不同浓度处理与对照的差异逐渐减小.对小麦叶片中POD活性变化的研究表明,在乙草胺胁迫的开始阶段,植物有能力抵抗低浓度乙草胺污染所产生的氧化胁迫,但是,随着暴露时间的延长和污染物浓度的增加,这种抵抗能力将会消失.对小麦SOD活性的研究表明,小麦叶片中POD酶活的上升可能与其它途径而不是SOD诱导产生的H₂O₂有关.小麦叶片中MDA含量和POD活性不能作为土壤乙草胺污染的生物标记物.小麦叶片中SOD酶活性有着作为乙草胺污染土壤生物标记物的潜力,但还需要进一步研究.小麦叶片叶绿素含量和可溶性蛋白含量可以作为乙草胺污染胁迫的生物标记物,并且小麦幼苗叶片可溶性蛋白含量与土壤乙草胺浓度之间具有较好的剂量-效应关系.     

纳米TiO2对短裸甲藻的毒性效应

为了揭示纳米TiO2对藻类的毒性作用和机制,研究了纳米TiO2对短裸甲藻的抑制特性及对酶活性、氧自由基等生理指标的影响.结果表明,纳米TiO2对短裸甲藻的生长有抑制作用,72 h半数致死浓度(EC50)为9.7 mg.L-1.在受试范围内随着纳米TiO2浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)的活性显著性下降(P<0.05),随TiO2浓度增加,羟自由基的含量和过氧化氢酶(CAT)的活性显著性增加(P<0.05),超氧阴离子自由基含量也呈现升高的趋势.对照组羟自由基的含量是0.083U.mL-1,而在30 mg.L-1的纳米TiO2作用下,羟自由基的含量上升到1.1 U.mL-1.在20 mg.L-1纳米TiO2作用下,随着时间的延长,SOD活性、CAT活性和MDA(丙二醛)在暴露时间为12 h时达到最大,而48 h时降低到最小.12 h SOD的活性是0.14U.(107cell.min)-1,而48 h SOD的活性为0.01 U.(107cell.min)-1,而羟自由基只在48 h处呈显著性上升(P<0.05).纳米TiO2对抗氧化体系和自由基的影响可能与其抑藻机制有关.本研究为揭示纳米材料的环境生态效应提供了基础.     

外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron对DDT胁迫的耐受性及酶响应研究

在纯培养条件下,研究了外生菌根真菌红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)对不同浓度DDT的生长效应、耐受性和氧化酶活性,测定了在DDT浓度为80.0mg·L-1液体培养条件下菌种生物量积累和漆酶活性随培养时间的变化.结果表明,不同浓度DDT处理并不会改变被试菌种的生长模式,所有处理组均为典型的Logistic增长;Xerocomus chrysenteron对DDT胁迫有很好的耐受性,其半抑制浓度可达139.75 mg·L-1;在80.0 mg·L-1液体培养条件下,Xerocomus chrysenteron生长正常,且36 d后培养液中DDT残留率仅为初始添加量的3.5%;在高浓度DDT胁迫下,被试菌种的漆酶和过氧化物酶活性显著增强,但液体培养条件下漆酶从第16 d开始出现,36 d后培养液中漆酶活性和比活力分别达到107.24 U·L-1和61.77 U·g-1外生菌根真菌Xerocomus chrysenteron通过不同方式来响应DDT胁迫,显示出生物降解甚至矿化DDT的巨大潜力.     

不同污染区巨菌草生物炭内源污染物分布及其生物毒性

由于生物质原料来源广泛,缺乏生物炭内源污染物及其用量限制标准,极有可能将含有高内源污染物的生物炭用于环境修复,产生潜在的环境风险.采用清洁区、中度和重度污染区的巨菌草为原料制备生物炭,考察其内源铜（Cu）和镉（Cd）全量及其酸溶态含量和持久性自由基（PFRs）分布,并研究生物炭浸出液对小麦根伸长抑制率和抗氧化酶活性的影响.结果表明,重度污染区九牛生物炭Cu和中度污染区水泉生物炭中Cd含量分别是清洁区红壤生物炭Cu和Cd的3.73倍和4.43倍,九牛生物炭中酸溶态Cu含量分别是水泉和红壤生物炭的3.32倍和2.84倍,水泉和九牛生物炭中酸溶态Cd含量分别是红壤生物炭的7.95倍和5.11倍.3种生物炭中均含有相邻氧原子以碳为中心的PFRs,表现为：红壤>九牛>水泉.3种生物炭浸出液对小麦根伸长均表现为抑制作用,但均不同程度地提高了小麦幼苗超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,其中九牛生物炭浸出液对小麦根伸长抑制率最高,达到27.7%.本研究表明,生物炭中内源重金属及PFRs等污染物的共同作用对小麦幼苗产生了显著的生物毒性,后期的研究需关注生物炭内源污染物的潜在环境风险,避免产生二次污染等环境问题.     

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。     

水力负荷对生物滤池中蚯蚓抗氧化酶和消化酶活性的影响

通过工况试验考察了不同水力负荷条件对生物滤池中蚯蚓的抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶）和消化酶（纤维素酶、碱性磷酸酶）活性的影响.结果表明,蚯蚓体内抗氧化酶和消化酶活性对水力负荷胁迫的响应不同.在2.4～6.7 m³·(m²·d)^-1的水力负荷条件下,蚯蚓体内的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随水力负荷的增大而增强,蚯蚓通过自身抗氧化系统的协调作用来抵御外界环境胁迫,在各工况条件下均能生存.蚯蚓体内消化酶活性和其消化能力、滤池污泥减量和稳定化效果具有很好的相关性(p<0.05).水力负荷为4.8 m³·(m²·d)^-1时,蚯蚓具有较高的碱性磷酸酶(AKP)和纤维素酶(FP)活性,消化率（41.47%）显著高于其他工况,污泥减量率、污泥有机质分解率均达到最高值,分别为48.2%、 65.5%.高水力负荷［≥6.0 m³·(m²·d)^-1］对蚯蚓体内AKP、FP活性抑制较显著,污泥的代谢水平受到影响,污泥减量率和有机质分解率均有一定程度下降,不利于蚯蚓生态功效的发挥.综合蚯蚓抗氧化酶及消化酶的响应结果,蚯蚓生物滤池运行水力负荷不宜超过6.0 m³·(m²·d)^-1.     

Effects of different concentrations of tetracycline and oxytetracycline on the growth and ecotoxicity in lettuce北大核心CSCD

四环素类抗生素(TCs)是目前我国应用广泛、用量最大的一类抗生素,畜禽粪便和土壤中存在TCs残留,影响蔬菜作物的生长发育. TCs因水溶性较高更容易被植物转运和积累,植物对TCs耐受性机理研究仍不足.为更全面探究土壤TCs对蔬菜的毒性作用,研究不同浓度四环素(TC)和土霉素(OTC)分别对生菜的抗生素残留、生长特征及抗氧化酶系统的影响.结果显示,在0(对照)、2、10、50、250 mg/kg 5个施用水平下,生菜叶片抗生素含量逐渐增加,且土霉素含量始终大于四环素含量.与对照相比,抗生素浓度在50 mg/kg以上时对生菜生长具有显著抑制作用,其中,株高、根长、地上部和地下部鲜重与叶片TC残留量具显著负相关.生菜叶片的脯氨酸含量随浓度增加呈先增加后降低的趋势,在10 mg/kg时达到最大.并且低浓度(2 mg/kg)促进抗氧化酶基因SOD、POD21和CAT的表达,高浓度抗生素(50、250 mg/kg)对其产生抑制作用,10 mg/kg的抗生素处理对SOD、POD21和CAT基因表达的影响在抗生素种类上存在差异.本研究表明抗生素浓度超过50 mg/kg对生菜生长产生抑制作用,脯氨酸和抗氧化酶SOD、POD、CAT的转录水平及其酶活性能快速响应抗生素胁迫,可作为生菜对抗生素抗性的辅助评价指标.(图8表3参19)     

绿脓菌素促进铜绿假单胞菌NY3降解烃的作用机制

绿脓菌素（Pyo）的分泌是铜绿假单胞菌NY3最为显著的特征之一,前期实验观察到该菌降解烃时,Pyo分泌量常与烃的降解效率成正相关性,但其在污染物降解中的作用尚未受到关注,且机制不清楚.以共存戊二酸为高分泌Pyo的体系和试剂级Pyo标准物为基础,研究了NY3菌降解烃时,Pyo对细胞内氧化还原酶及其比酶活力和胞外电子传递速率等因素的影响作用.结果表明,戊二酸能够明显提高Pyo的分泌量,相较于无戊二酸体系提高了86.6%,且随Pyo分泌量增加,NY3菌对十六烷去除率增加了16.29%;NY3菌分泌Pyo有利于提高其胞内烷烃氧化酶的活力,在菌体生长至72h、Pyo投加量分别为200,300μL时,相较于未投加Pyo体系,烷烃氧化酶比活力分别提高了121.8%和346.5%.同时Pyo存在下将胞外电子传递速率提高了近7倍,从而增加其对十六烷的降解速率.NY3菌分泌Pyo能通过提高胞内酶活性和胞外电子传递速率而促进NY3菌降解十六烷.