聚乙烯和聚乳酸微塑料对大豆生长和生理生化及代谢的影响

为揭示生物可降解性不同的微塑料对农作物的毒性效应,选择聚乳酸(polylactic acid可生物降解)和聚乙烯(polyethylene难生物降解)微塑料(microplastics)为供试材料,以大豆为供试植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%,1%,W/W)下两种不同的微塑料对大豆(Glycine max)生长、光合作用、抗氧化性、营养品质以及代谢方面的影响.结果表明,聚乙烯微塑料(PEMPs)对大豆根部鲜重有促进作用,而0.1%聚乳酸微塑料(PLAMPs)则抑制根部长度.大豆的叶绿素含量在0.1% PEMPs作用下能够显著提高.PLAMPs则能够导致大豆过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,而过氧化氢(H₂O₂)含量在0.1% PEMPs和1% PLAMPs下显著升高.此外,微塑料的暴露能够改变大豆根部中锰、铁以及铜的含量,其中0.1% PEMPs的效应最为显著.大豆叶片中的氨基酸代谢在PEMPs的作用下上调,而0.1% PLAMPs则引起有机酸以及糖类代谢下调.综上,微塑料的植物毒性效应与其生物可降解性及浓度密切相关,低浓度可生物降解微塑料的效应最强.这些发现有望为微塑料的植物毒理研究提供新的方向.     

H2S信号在拟南芥响应SO2胁迫过程中的作用

以拟南芥为实验材料,研究植物对H₂S和SO₂处理的转录响应及其关系,并利用外源喷施H₂S及其清除剂的方法,检测SO₂熏气后植株体内H₂S的产生及其生理效应,探讨气体信号分子H₂S在植物响应SO₂胁迫过程中的作用.高通量测序结果发现,H₂S和SO₂处理诱导拟南芥植株多个基因转录水平改变,并有1220个基因在两种处理条件下均差异表达,其中包括多个硫代谢和谷胱甘肽代谢相关基因,表明H₂S和SO₂在调控硫代谢途径中具有交互作用.SO₂熏气诱导拟南芥植株体内H₂S合成酶基因LCD和DES1转录水平提高,胞内H₂S含量增多.同时,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,含硫抗氧化物谷胱甘肽(GSH)含量及其相关酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性提高,活性氧H₂O₂含量增加,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量与对照相比无显著差异.外源喷施H₂S可进一步提高SO₂熏气下拟南芥植株GSH含量及其相关防御酶的活性,H₂O₂含量降低.但喷施亚牛磺酸(HT)清除H₂S后,SO₂熏气拟南芥植株GSH含量、抗氧化酶SOD、CAT和GST活性降低,MDA含量大幅增加.结果表明,SO₂熏气诱导产生的H₂S可作为信号分子,提高机体抗氧化防御能力,增强植物对SO₂胁迫的抗性.     

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.     

MOBILE汽车源排放因子计算模式研究

在盆栽条件下，研究了土壤中Ｐｂ、Ｈｇ及其相互作用对烟草叶片活性氧代谢的影响．实验结果表明：随着Ｐｂ、Ｃｄ处理浓度的增加，ＰＯＤ活性逐渐增加，ＳＯＤ开始上升后转而下降，ＣＡＴ活性逐渐下降．它既诱导了活性氧的生成，又影响活性氧清除系统对活性氧的清除能力，结果造成活性氧的产生和清除之间的不平衡，致使相关的生理生化过程紊乱，加速了叶片衰老的进程．Ｐｂ、Ｈｇ对烟草叶片抗氧化酶代谢的影响，两者之间存在着一定的协合作用．     

苯并(a)芘、三丁基锡及其混合物对褐菖鲉酚氧化酶活力的影响

以褐菖鲉为材料,每周一次腹腔注射浓度为0.5×10-6、1.5×10-6和10 ×10-6的苯并(a)芘(BaP)、三丁基锡(TBT)及两者的等比例混合物,观察鱼体肾脏、脾脏组织中酚氧化酶活力的变化.结果表明,实验浓度的这些持续有机污染物在短期内对褐菖鲉肾脏、脾脏中的酚氧化酶活力有一定程度的诱导激活作用,随着暴露时间的延长,酶活力下降,联合暴露可能会产生协同作用,毒性增强,诱发免疫毒性.     

山西高原天然油松群体过氧化物酶和多酚氧化酶分析

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对山西高原5个油松(Pinus tabulaeformis)天然种群的过氧化物酶和多酚氧化酶进行了分析。从140份供试材料的带型计算出油松种群多态位点百分数为95%,等位基因平均数为1.95,期望杂合度为0.357,遗传分化系数为0.036。表明山西高原天然油松种群间产生一定程度的分化,在同工酶水平上呈现出遗传多态性,且大部分遗传变异存在于种群内。     

SO2胁迫对拟南芥抗氧化酶活性的影响

SO2是一种常见的全球性大气污染物,对人类健康和生态系统有严重的危害。多数植物在SO2胁迫时不能正常生长发育,因此研究SO2对植物的影响、分析植物逆境生理过程,对损伤和抗逆机理研究具有重要意义。文章以3周龄的拟南芥(Arabidopsis thalianal L.)植株为实验材料,对幼苗进行SO2(2.5、10、30mg·m-3)连续熏气,定时(8、56、104、152h)检测地上部分抗氧化酶活性和可溶性蛋白质含量的变化。结果表明,SO2熏气前期超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性诱导性增高,其中SOD活性增加最快,8h后即显著高于对照,并具有浓度效应,POD活性在SO2暴露8h后略有增高,56h、104h时明显增加;熏气152h后,SOD和POD活性显著降低。处理组和对照组的过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白质含量在熏气前期略有增高,152h后有所降低。研究结果表明,环境中较高浓度的SO2对植物细胞具有氧化胁迫作用,并可能产生氧化损伤效应。     

紫外光B辐射对水稻生长和生长素水平影响的初步研究

2个水稻品种IR68和Dular生长在室外条件下，在以自然条件、13．0和19．1kJ·m－2．d－1（分别模拟臭氧浓度下降20％和40％时的UV－B强度）的紫外光B（UV－B280～320um）进行2和4wk的照射处理，以研究UV-B对水稻生长的影响．结果表明：UV-B强度增加能使2个水稻品种的株高、叶面积和叶m（DW）下降，而对分蘖数没有影响；随着UV-B处理强度的增加，IR68和Dular叶片IAA含量显著下降．在4wk处理的条件下．19．1kJ·m-2·d－1的UV-B使IR68和Dular叶片的IAA含量分别下降了48．7％和46．2％．值得注意的是．UV-B处理提高了2个水稻品种叶片内的IAA氧化酶的活性．初步推测UV-B使水稻叶片IAA氧化酶活性提高导致IAA含量的下降．从而抑制了水稻的生长．