小麦根对镉离子的吸收机制及镉的亚细胞分布

小麦作为毒性实验推荐的标准物种之一,了解其对Cd的吸收过程及其致毒机理具有重要意义.应用Ca离子通道抑制剂LaCl3、巯基抑制剂N-乙烷基顺丁烯二酰亚胺(NEM)及能量代谢抑制剂2,4-二硝基苯酚(DNP),研究了小麦根对Cd的吸收;借鉴水生动物的亚细胞分离方法,在原有植物亚细胞分离方法上进行了改进,考察了Cd在小麦根中的亚细胞分布.8h的暴露吸收实验结果表明,LaCl3作为Ca离子通道抑制剂抑制小麦根对Cd的吸收高达30%;巯基抑制剂NEM没有表现出抑制效应,关于Cd与巯基的结合没有明确证据;在低浓度Cd条件下(0.25、1.0μM),DNP抑制其吸收,表明Cd是需要消耗能量进入细胞内,而在高浓度Cd条件下(5.0μM)则提高了Cd的吸收.Cd进入细胞内依次分布于胞液、细胞残渣、细胞器、微粒体,分布比例:胞液>细胞残渣、细胞器>微粒体;3种抑制剂均通过降低细胞器、提高胞液和微粒体中Cd分布来维持细胞的正常功能,降低Cd的毒性.     

铜镉复合胁迫下硫素对小麦幼苗铜镉吸收、亚细胞分布及毒性的影响

采用水培的方法,研究了不同硫素供应水平对铜镉复合胁迫(Cu+Cd:10μmol·L-1+10μmol·L-1)下,小麦幼苗铜镉吸收、亚细胞分布及生理毒性的影响.结果表明,缺硫和高硫处理均降低了小麦幼苗根系和叶片中铜和镉的含量,不同硫水平处理对小麦幼苗根系亚细胞各组分中镉的分配比例没有产生影响,而对铜亚细胞组分的分配比例...     

镉胁迫下两种不同小白菜的生长、镉吸收及其亚细胞分布特征

通过室内溶液培养试验,研究了镉（0.5 m·gL-1、5.0 m·gL-1）胁迫对两个不同镉耐性小白菜品种上海青（Cd敏感型）和杭油冬（Cd耐性）的生长、Cd吸收及亚细胞分布的影响.结果表明,高Cd胁迫10 d后两个小白菜生长受到严重抑制,植物地上部和地下部Cd含量随着Cd处理浓度的增加而增加,且Cd主要积累在植物的根...     

NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

亚硒酸盐对蚕豆根尖细胞的遗传损伤效应

采用蚕豆根尖微核实验和姊妹染色单体交换实验，研究亚硒酸盐的遗传损伤效应．结果表明：0．1～50．0μg／g的亚硒酸氢钠(NaHSeO3)处理12h可诱发蚕豆根尖细胞遗传损伤，导致根尖细胞有丝分裂指数下降，间期具有微核的细胞数显著增多，姐妹染色单体交换(SCE)频率明显增高；且根尖微核细胞率与处理浓度间具有正相关，分裂指数与处理浓度间呈负线性相关，分裂指数与微核率之间表现负相关．研究结果提示：硒能破坏生物的遗传稳定性，职业接触或饮食补硒时应避免其毒害作用．图1表4参17     

马缨丹对镉的生长响应及其富集、转运和亚细胞分布特点研究

镉是植物非必需且生物毒性最强的重金属元素之一,然而镉富集植物能通过一定的响应机制来减少镉对自身产生的毒害,且不同植物之间镉的解毒机制存在差异。马缨丹（Lantana camara L.）是四川汉源铅锌矿区镉污染土壤的修复植物,但是关于其镉的分布特征和解毒机制并不明确。因此本文采用盆栽模拟试验,分别设置0（对照,不添加镉）、30、90、150、210 mg·kg-1镉5个处理,研究马缨丹对镉的富集、转运及其亚细胞分布特点,探讨马缨丹对镉的耐性和解毒机制,以期为植物耐镉的生理和分子生物学机制提供一定的理论依据。结果表明：镉质量分数低于90 mg·kg-1时对马缨丹生长没有影响,而镉质量分数高于150 mg·kg-1时对马缨丹生长有显著的抑制作用;随着镉质量分数的增加,马缨丹各器官中镉的质量分数逐渐增加,表现为根＞茎＞叶,且其转运系数小于1,表明马缨丹对镉有较强的根部滞留能力,可限制过量的镉向地上部器官的转运,减少镉对地上部的毒害,这可能是马缨丹耐受镉胁迫的机制之一;随着镉质量分数的增加,马缨丹地下部和地上部的镉富集量总体上均呈增加趋势,在210 mg·kg-1镉处理时,均达到最大值,分别为142.8和1031.6μg·plant-1,不同质量分数镉处理下,马缨丹地上部的镉富集量较大,占全株镉富集量的94.0%~88.3%;镉在马缨丹根和叶细胞可溶性组分中的分配比例最高,分别占62.1%~54.2%和59.8%~52.6%,其次在细胞壁中,分别占23.8%~34.4%和28.7%~39.5%,在细胞器和细胞膜中的较低,表明可溶性组分和细胞壁是镉在马缨丹根和叶细胞中的主要分布位点,液泡区隔化和细胞壁固持可能是马缨丹对镉的重要解毒和耐性机制之一。     

砷胁迫对狭叶香蒲生理生态及砷亚细胞分布的影响

为探究狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)对砷(As)的耐受性和解毒机制,采用室内水培模拟实验,分析在不同As质量浓度(0、0.5、2、5、10 mg·L-1)污染下,As在狭叶香蒲体内的富集、转运和亚细胞分布特征及对植物生长、生理生态特征的影响.结果表明,(1)狭叶香蒲株高、根长和生物量均随As胁迫...     

2个镉耐性差异箭舌豌豆品种中镉的化学形态及亚细胞分布

通过溶液培养实验,研究了镉胁迫下2个箭舌豌豆(Vicia sativa)品种(镉耐性品种L3,镉敏感品种ZM)中镉的积累、镉的亚细胞分布和化学形态以及非蛋白巯基化合物(NPTs)的响应。结果表明2个箭舌豌豆品种根较地上部积累更多的镉。镉在箭舌豌豆根、茎和叶中主要分布于可溶性组分,敏感品种ZM根中可溶性组分的镉含量和占总镉的比例显著高于耐性品种L3。细胞壁结合镉占总镉的比例在2个品种中均为叶>茎>根。镉在箭舌豌豆根和茎内主要以去离子水(d-H2O)提取态和1 mol·L-1氯化钠(Na Cl)提取态存在,ZM根中d-H2O提取态镉的含量和比例显著大于L3。箭舌豌豆叶中镉主要以2%醋酸(HAc)提取态存在。ZM叶中80%乙醇提取态镉的比例大于L3,0.6 mol·L-1盐酸(HCl)提取态镉和残渣态镉的比例小于L3。2个品种根和茎中NPTs的含量在镉胁迫下显著升高,ZM根中NPTs的含量显著大于L3。研究结果表明,箭舌豌豆镉解毒的主要机制包括限制镉由根部向地上部转运和液泡隔离。此外,根和茎中镉与有机酸结合和NPTs螯合,叶中镉以移动性低、毒性低的形态存在也是箭舌豌豆镉解毒的重要机制。ZM较L3根中更多镉以移动性高的形态存在,L3较ZM叶中更多镉以难移动的形态存在,是L3较ZM具有更高镉耐性的重要原因。     

铜镉复合胁迫下温度对小麦幼苗生长及其对铜、镉和矿质营养元素吸收与各元素在亚细胞分布的影响

为了研究重金属复合胁迫下温度变化对陆生植物的毒性效应的影响,实验采用水培的方法,设置对照和Cu-Cd复合胁迫(10 μmol·L1 Cu+10μmol·L-1Cd)2个处理,每个处理分别设置3个不同的培养温度(8/4℃、25/20℃和35/30℃),对小麦进行48 h的暴露实验,测定小麦幼苗的生长及其对重金属和矿质营养...     

利用蚕豆叶尖细胞微核技术监测武钢焦化厂大气污染的研究

1986年开展了利用蚕豆叶尖细胞微核技术监测大气污染的研究。并首次用该项技术进行了黄石市大气污染的监测试验,取得了明显效果。为了进一步扩大和完善该技术在监测大气污染方面的应用,1987年我们又     

蚕豆根尖微核技术的方法学新论

虽然蚕豆根尖微核技术已是一个成熟规范的检测污染物遗传毒性的方法,但其中仍涉及一些重要的方法学问题值得深入探讨和研究。本文在图示正确观测蚕豆根尖细胞内微核和染色体畸变,如染色体断裂、丢失及染色体桥等的基础上,提出应该对蚕豆根尖分裂相细胞及其染色体畸变进行观测,以便更加准确、细致地反映污染物作用的剂量-效应关系和分子机制。同时还就该方法的其他重要问题提出了自己的观点,供同行们深入探讨和研究,使之不断完善,更好地服务于环境监测和风险评价等领域。     

活性氧介导砷诱导的蚕豆保卫细胞死亡

采用蚕豆(Vicia fabaL.)表皮条生物法,研究砷的细胞毒性作用机制。结果发现,一定浓度的NaAsO2可使气孔保卫细胞活性降低,部分细胞死亡,细胞死亡率呈浓度依赖性增高;砷处理组保卫细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平升高。抗氧化剂抗坏血酸和过氧化氢酶及Ca2+特异性螯合剂EGTA、Ca2+通道抑制剂LaC13与NaAsO2共同作用时,砷诱发的细胞死亡被显著抑制;MAPK激酶抑制剂PD98059亦能有效阻止NaAsO2诱发的细胞死亡。研究结果表明,砷胁迫引起的胞内ROS合成增加可能通过Ca2+信号途径介导了保卫细胞的死亡过程,MAPK途径参与了砷诱导的细胞死亡。     

条斑紫菜中磷和钙的亚细胞分布及其与富集砷的关系

研究条斑紫菜中磷和钙的亚细胞分布,并探讨其与条斑紫菜富集砷的关系。结果表明:条斑紫菜吸收磷、钙主要分布在细胞壁组分中,平均占总磷含量的53.9%,占总钙含量的61.25%,其次为细胞液。与对照组相比(砷暴露浓度0.5 mg·L~(-1)),在添加磷浓度为0.1 mg·L~(-1)和1.0 mg·L~(-1)处理组中,条斑紫菜中磷、砷之间呈现协同效应;当添加磷浓度为5.0 mg·L~(-1)和10.0 mg·L~(-1)时,条斑紫菜中磷、砷之间则呈现拮抗作用,砷的富集量分别比照组下降61.37%和72.73%。经添加钙液暴露过的条斑紫菜,当钙暴露浓度为1 000 mg·L~(-1)时其对砷的富集量比对照组减少15.51%。可知,5.0 mg·L~(-1)磷处理条斑紫菜,条斑紫菜对砷的富集受到明显的抑制。     

不同水稻品种对镉积累的差异及其与镉亚细胞分布的关系

采用土培试验,以籽粒Cd低积累水稻品种(越冬稻和R1088)和籽粒Cd高积累水稻品种(IR34582和太粳558)为试验材料,研究成熟期水稻在Cd0(不加Cd)、Cd5(5 mg·kg~(-1))和Cd25(25 mg·kg~(-1))胁迫下,Cd在水稻各组织中的积累差异及其与Cd亚细胞分布的关系,为培育Cd低积累水稻品种和水稻安全生产提供科学依据。结果表明:(1) Cd胁迫下,约65%～83%的Cd积累于根系,低积累品种根系Cd含量显著高于高积累品种,而地上部却相反;(2)高积累品种往地上部转运Cd的效率以及地上部各组织往籽粒转运Cd的效率均显著高于低积累品种;(3) Cd胁迫下,低积累品种根中细胞壁(F1)、细胞器(F2)、细胞膜(F3)和可溶部分(F4)中Cd含量显著高于高积累品种,而茎、叶鞘和叶中却相反;(4)低积累品种根和茎中F1中Cd分配比例均显著高于高积累品种,而F4中Cd分配比例却相反;在叶鞘和叶中,F1、F4中Cd分配比例在不同品种之间无显著差异。(5) Cd胁迫下,TF_(根-茎)和TF_(茎-糙米)均与F1中Cd分配比例成显著负相关关系,而与F4中Cd分配比例成显著正相关关系。综上,高积累品种往地上部转运Cd的能力强于低积累品种;低积累品种根和茎中细胞壁限制了Cd的迁移;而高积累品种根和茎中可溶部分在Cd从根部向上以及从茎向籽粒转运过程中起着重要作用。     

双齿许水蚤(Pseudodiaptomus dubia)对亚热带虾池Cu和Zn富集的研究

重金属污染是对虾养殖环境主要污染现象之一,查明重金属在环境中的迁移规律对养殖水质调控和对虾健康养殖具有重要意义。本文采用火焰原子吸收分光光度计测定在不同暴露时间下双齿许水蚤(Pseudodiaptomus dubia) 对Cu和Zn的富集量,研究了双齿许水蚤对Cu和Zn富集动力学,并探讨了温度和盐度对其富集的影响。结果表明：双齿许水蚤对Cu和Zn的富集过程均经历了快速、慢速和平衡3个阶段,实验24 h达到富集平衡;双齿许水蚤对Cu和Zn的富集动力学参数k_1(Cu)=0.077 < k_1(Zn)=0.272,BCF_(Cu)=0.344 < BCF_(Zn)=2.252,双齿许水蚤对Zn的富集速率和富集能力均大于Cu。温度对双齿许水蚤Cu和Zn富集的影响显著(p <0.05),最适温度范围为15~30 ℃;盐度对双齿许水蚤Zn富集的影响极显著(p <0.01),而对Cu富集的影响不显著(p >0.05),对Cu和Zn适宜的富集盐度范围为5~35。这些研究结果表明,双齿许水蚤对Cu和Zn均具有较强的富集能力。基于以上研究结果,在对虾养殖期间,应通过循环过滤设施去除受到重金属污染池塘中的浮游动物,从而减少幼虾对其摄食和量度体重金属的积累,降低食品安全隐患。     

镉胁迫对不同镉富集能力海水养殖贝类抗氧化能力的影响——以扇贝和菲律宾蛤仔为例

为研究具有不同镉(Cd)富集能力的扇贝和菲律宾蛤仔在相同镉胁迫环境下的抗氧化能力反应的差异,将2种贝类于0.05mg·L-1Cd环境中暴露10 d,分别于第0天、2天、4天、6天、8天、10天分别取样检测内脏团中SOD、CAT、GPx、GST酶活性和GSH含量,同时分析内脏团中Cd的含量。结果表明,对于Cd胁迫组,扇贝和菲律宾蛤仔内脏团中SOD和CAT酶活反应相似,均呈先被诱导后被抑制的规律,且2种贝类的SOD和CAT活性差异较小。2种贝类内脏团中GSH含量、GST和GPx活性变化差异较大:扇贝内脏团中GSH含量显著降低(p0.05),GST和GPx活性均在第2天和第4天时处于显著诱导状态(p0.05),从第6天时处于抑制状态,而菲律宾蛤仔内脏团中GSH含量、GST和GPx活性在Cd暴露期间无显著变化,且2种贝类间比较,扇贝内脏团中GSH含量和GST活性在整个实验期间始终显著高于菲律宾蛤仔(p0.05),GPx活性从第4天开始高于菲律宾蛤仔;对于无镉污染的对照组,扇贝和菲律宾蛤仔内脏团中SOD、CAT和GPx活性无显著差异,但扇贝内脏团中GSH含量和GST活性显著高于菲律宾蛤仔,其中前者GSH含量约为后者的22倍。研究同时表明在相同镉环境下扇贝内脏团对Cd的富集浓度和富集速率均远高于菲律宾蛤仔。本研究明确了2种贝类在相同镉环境下的抗氧化反应的差异,推断出扇贝内脏团中高含量的GSH以及较高的GST和GPx活性可能在扇贝高富集、高耐受Cd方面起重要作用。