洞庭湖湿地镉富集植物蒌蒿（Artemisia selengensis）的抗氧化机理研究

以生长于洞庭湖湿地的重金属Cd的高富集植物——蒌蒿（Artemisia selengensis Turcz.）为试材,采用水培方法,对其在Cd2＋胁迫下的抗氧化机理进行研究。结果表明：（1）蒌蒿是一种对重金属Cd有极强耐受能力的植物,试验期内,低于80mg·L-1的Cd2＋处理不使其表现出外观受害症状;（2）蒌蒿叶片中三种抗氧化酶活性在Cd2＋胁迫下呈现出不同的变化特征：40mg·L-1以内的Cd2＋对植株SOD活性具有显著促进作用,40mg·L-1以上则抑制其活性;POD对Cd2＋的耐受能力较强,高达160mg·L-1的Cd2＋仍可提高其活性,且活性变化随处理时间的不同而不同;植株CAT的活性受Cd2＋影响明显,5～20mg·L-1的Cd2＋对其有显著促进作用,40mg·L-1的Cd2＋在处理前期有利于植株CAT活性的提高,后期则导致其下降。蒌蒿对Cd2＋胁迫的抗氧化机理应从处理浓度和处理时间两方面进行综合评价。     

4,4'-二氨基二苯基甲烷对浮萍(Lemna minor L.)毒性作用

以浮萍(Lemna minor L.)为受试生物,通过研究不同浓度(0、0.6、1.8、5.4、16.2和48.6 mg·L-1)的4,4'-二氨基二苯基甲烷(4,4'-methylenedianiline,MDA)对浮萍生长、叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效应(Fv/Fm)、质膜透性及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响,初步探讨MDA对水生植物浮萍的毒性作用.实验结果表明,在7d暴露时间下,MDA对浮萍叶片数、叶片数生长率、叶片干质量和叶面积都有显著的抑制作用,且抑制程度与MDA的浓度呈正相关.其对浮萍叶片数生长抑制的7d半数效应浓度(7 d-ECs0)为26.7 mg·L-1,95％置信限为22.3 ～ 32.1 mg·L-1;对浮萍叶片数产量抑制的7 d-EC50为0.62 mg-L-1,95％置信限为0.53～0.74 mg-L-1;对浮萍总叶面积及干质量产量抑制的7 d-EC50＜0.6 mg·L-1.MDA处理导致浮萍总叶绿素含量和Fv/Fm下降,而浮萍质膜透性显著增加.低浓度MDA对浮萍SOD、POD和CAT酶活性无显著影响,但随着MDA浓度的升高SOD、POD和CAT酶活性显著升高,当MDA浓度达到48.6 mg· L-1时,抑制POD和CAT酶活性.以上结果表明,MDA能够直接损伤质膜,干扰叶绿体功能并抑制光合活性,而氧化损伤是质膜损伤引起的继发性应激,继而引起膜脂质过氧化,加剧质膜损伤,从而进一步抑制浮萍的生长.     

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.     

镉胁迫对两品种水稻生长及抗氧化酶系统的影响

水稻Oryza sativa L.被认为是Cd吸收最强的大宗谷类作物,本研究采用网室盆栽实验研究2个籽粒镉积累水平不同的水稻品种（中浙优1号、高Cd品种和J196、低Cd品种）,研究不同浓度Cd处理对水稻幼苗生长和抗氧化酶系统的影响。结果表明：高Cd水稻品种的Cd耐性高于低Cd水稻品种,表现为前者体内的MDA含量低于后者,而SOD、CAT、POD活性高于低Cd品种;在Cd胁迫下,高Cd品种的SOD 活性、CAT活性随Cd处理浓度增加先增后降,在10 mg·kg-1时达到峰值,POD活性则为先降后增,在Cd浓度为5 mg·kg-1时达到峰值;而低Cd品种随着外源Cd浓度增长,3种酶活性在25 mg·kg-1达到峰值,除SOD比对照降低外,CAT和POD分较对照升高38.07%和62.10%,表明在本试验处理下,Cd胁迫下,两品种中3种抗氧化酶保护作用不同,高Cd品种CAT的保护性最强,低Cd品种POD的保护作用最强。但本研究对两品种生长性状的研究却发现,高Cd品种的根系耐受指数及根系鲜质量显著低于低Cd品种,这可能和水稻对Cd的耐受原因多元化,且本实验条件下的Cd处理未产生植株生长抑制,Cd敏感品种自身的保护机制有关。     

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     

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.     

钒胁迫对水稻幼苗生理生化和富集特性的影响

水稻（Oryza.sativa L.）是我国最重要的粮食作物之一,水稻产量占粮食总产量的一半以上,一旦水稻受到重金属污染,将会影响水稻植株的正常生长和生理特性。目前关于钒胁迫对水稻植株生理特性指标的影响方面报道较少。通过水培实验,研究了不同钒（V）质量浓度（0、4、8、12、16、20 mg·L-1）对水稻幼苗（Oryza.sativa L）生理生化和富集特性的影响。结果表明：随着V胁迫浓度的增加,叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）等均呈现先上升、后下降的变化趋势。当ρ（V）≤12 mg·L-1,与对照相比较,叶绿素含量、可溶性蛋白含量和酶活性增大了135.3%、104.2%、77.8%（CAT）、84.5%（POD）和273.2%（SOD）;当ρ（V）〉12 mg·L-1,则分别降低37.2%、39.4%、41.1%、24.1%和24.5%。随着 V 胁迫浓度的增加,丙二醛（MDA）含量和细胞膜透性逐渐增大,与对照相比,分别增加了38.5%~289.3%、21.2%~303.2%,根系活力下降了10.9%~82.2%。可见,低ρ（V）（≤12 mg·L-1）对水稻幼苗的生长有一定的刺激作用,水稻幼苗自身保护酶表现出较强的自我调节能力;高ρ（V）（〉12 mg·L-1）明显抑制叶绿素和蛋白合成、抗氧化酶活性和根系活力,伤害了细胞质膜系统,影响水稻幼苗的生长发育。不同V浓度胁迫下,水稻幼苗累积的V含量为：根〉茎叶。随着V胁迫浓度增加,水稻幼苗各器官V含量增大,其中根部增幅远大于茎叶,当ρ（V）从5 mg·L-1增加到40 mg·L-1,与对照相比较,根部增加了0.98~25.3倍,茎叶部增加了0.26~4.74倍。生物富集系数（BF）先增加后降低,最大值为2.8408;迁移系数（TF）下降,最低值为0.1170,说明水稻对V有较强的富集能力,但迁移能力较低,积累的V主要富集在根部,可减轻V对地上部植物的危害。     

壬基酚胁迫对莱茵衣藻的生理影响

研究了不同浓度壬基酚(nonylphenol)对莱茵衣藻(Chlamydormonas reinhardtii)生长、色素含量、抗氧化酶活性和脂质过氧化作用的影响.结果表明,随着ρ(壬基酚)(0～0.8 mg·L-1)的升高,莱茵衣藻的生长受到抑制,培养5d时0.8mg·L-1壬基酚处理组抑制率达到84.4％.叶绿素a含量随着壬基酚浓度的升高而呈先升高后降低的变化趋势,类胡萝卜素含量则逐渐降低,0.6 mg·L-1壬基酚处理组叶绿素a和类胡萝卜素含量分别比对照组下降16.7％和37.2％(P＜0.05);总可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量随壬基酚浓度的升高而呈下降趋势,0.4和0.6 mg·L-1壬基酚处理组这两个指标与对照组间差异均达显著水平(P＜0.05).超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随壬基酚浓度的增加而不断上升,至ρ(壬基酚)为0.6 mg·L 1时SOD和CAT活性极显著升高(P＜0.001),分别为对照组的25.0倍和32.1倍.还原型谷胱甘肽(GSH)含量在一定浓度范围(0～0.2 mg·L-1)内随壬基酚浓度的升高而升高,当ρ(壬基酚)＞0.2mg·L-1时则下降,表明壬基酚胁迫可诱导GSH含量增加.     

氧化亚铜和氢氧化铜对苦草抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响

研究了不同浓度氧化亚铜和氢氧化铜可湿性粉剂染毒对苦草叶片抗氧化酶〔超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)〕比活力、丙二醛(MDA)含量和叶绿素含量的影响。结果表明,以0.15～1.5 mg.L-1氧化亚铜可湿性粉剂对苦草染毒7 d,其叶片SOD、APX和POD活性明显升高,1.5 mg.L-1处理组3种抗氧化酶比活力分别比助剂对照组升高49.0%、77.0%和39.0%,MDA含量极显著上升46.9%,总叶绿素含量显著下降42.6%。染毒14 d后3种抗氧化酶比活力均有不同程度回落,MDA含量恢复至正常水平,总叶绿素含量也有所回升。以0.1～1.0 mg.L-1氢氧化铜对苦草染毒7 d,1.0 mg.L-1处理组3种抗氧化酶比活力和MDA含量也呈显著上升趋势,总叶绿素含量显著下降。染毒14 d时3种抗氧化酶比活力和MDA含量恢复到正常水平,总叶绿素含量回升。上述结果显示,在氧化亚铜和氢氧化铜引起的铜胁迫早期,苦草叶片抗氧化酶因过氧化应激响应而上升,膜脂出现一定程度过氧化损伤,叶绿素含量下降,但随着暴露时间的延长,苦草对铜胁迫产生适应性,过氧化损伤得以缓解,叶绿素含量回升。     

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。