臭氧对植物新陈代谢的影响

从气孔反应、膜透性变化、光合作用反应、物质代谢变化和酶活性变化等５个方面系统综述了臭氧对植物新陈代谢的影响。     

臭氧胁迫下外源喷施亚精胺和EDU对小麦生理指标的影响

采用开顶式气室模拟研究外源喷施亚精胺(Spd)和EDU对O3胁迫下小麦生理指标变化的影响,测定的生理指标包括丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、可溶性蛋白质含量、还原型谷胱甘肽含量(GSH)、谷胱甘肽还原酶活性(GR)、抗坏血酸含量(ASA)和抗坏血酸过氧化物酶活性(APX).结果表明,外源喷施Spd 和EDU可不同程度地提高小麦叶片的SOD、POD、CAT、APX和GR活性,降低MDA和ASA含量,提高GSH和可溶性蛋白含量.当Spd的浓度为0.25、0.50和0.75 mmol·L-1时,小麦叶片POD活性比对照处理提高9     

外源亚精胺对模拟干旱胁迫下番茄幼苗活性氧水平和抗氧化系统的影响

以耐旱性不同的2个品种番茄('粉802'和'皇冠')为试材,采用营养液栽培,研究了聚乙二醇(PEG)模拟的干旱胁迫下喷施外源哑精胺(Spd)对番茄幼苗活性氧(ROS)水平和抗氧化系统的影响.结果表明,喷施0.1 mmol L-1Spd降低了7.5%PEG胁迫下2个品种番茄幼苗叶中超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2,)、丙二醛(MDA)含量的上升,增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氧酶(CAT)以及AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,提高了抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性没有影响.耐旱性较强的‘毛粉802'幼苗叶中抗氧化酶活性和抗氧化剂升高幅度明显大于耐旱性较弱的‘皇冠',ROS积累速度和膜脂过氧化程度相对较低,喷施Spd处理对‘皇冠'效果更为明显.这表明外源Spd通过减少干旱胁迫下番茄幼苗体内ROS的产生,提高植株体内抗氧化系统中抗氧化酶活性、抗氧化剂含量和降低膜脂过氧化水平,起到缓解干旱胁迫对番茄幼苗伤害的作用,增强幼苗对干旱逆境的适应性.图4参32     

臭氧对植物新陈代谢的影响

从气孔反应、膜透性变化、光合作用反应、物质代谢变化和酶活性变化等５个方面系统综述了臭氧对植物新陈代谢的影响。     

臭氧污染胁迫对农作物生长与产量的影响

对国内外近地层大气的臭氧污染现状进行讨论，综述臭氧对农作物生长的影响。作物受O3伤害最典型的症状为叶片上散布棕色或黄褐色的细密点状斑、坏死斑。在O3的胁迫下，作物呼吸作用增强，光合作用受抑制。O3对叶片膜保护系统、气孔开度、氮代谢、糖类、脂类和其它物质的代谢也有影响。O3对农作物产生危害的同时，也往往导致农作物产量下降。     

铅胁迫下不同生态型五节芒（Miscanthus floridulus）的抗氧化系统的差异研究

为揭示不同生态型五节芒在抵抗Pb胁迫机制方面的异同,以粤北大宝山矿山开采地优势植物五节芒（Miscanthus floridulus）为试验材料,比较了五节芒非矿山生态型（采自惠州市博罗县丘陵山地）和矿山生态型（采自大宝山矿区）在相同Pb质量分数下的生理响应。Pb胁迫会导致五节芒叶片MDA的积累,非矿区生态型五节芒MDA积累的幅度要大于矿区种群。非矿区生态型五节芒叶片中SOD的活性被Pb胁迫抑制,POD活性都受到Pb胁迫的诱导比对照有所增加,但矿区生态型增加的幅度要大于非矿区生态型,矿区生态型植株两种酶的活性在最高w（Pb）时都显著高于非矿区生态型植株。随Pb处理质量分数增大,非矿区种群五节芒叶片中PPO的活性呈先增加再下降的趋势,矿区生态型则显著增加,在最高w（Pb）处理时活性要显著高于非矿区生态型。表明矿山型五节芒的耐重金属Pb要强于非矿山型。     

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.     

镉胁迫对水车前叶片抗氧化酶系统和亚显微结构的影响

报道了模拟镉污染对水车前叶片抗氧化酶系统的影响及对叶细胞超微结构 ,主要是叶绿体、线粒体和细胞核的损伤情况。随胁迫程度的增大 ,超氧化物歧化酶活性和可溶性蛋白含量下降明显 ,丙二醛含量则上升 ,过氧化物酶和过氧化氢酶活性在 0 1mg/L浓度处达到最高后呈下降趋势。电镜观察结果表明 :毒害初期 ,叶绿体和线粒体膨胀 ,类囊体明显空泡化 ;高浓度镉处理使破坏程度加重 ,叶绿体被膜消失和叶绿体解体 ;线粒体间质溶解 ,濒临解体 ;细胞核染色质凝集并散入细胞质中。由于镉胁迫破坏了植物的抗氧化酶系统 ,并对超微结构造成不可逆损伤 ,最终使细胞死亡     

抗坏血酸对铜胁迫下广藿香幼苗生长、铜积累和抗氧化酶活性的影响

通过室内水培试验,研究了外源添加抗坏血酸（Ascorbic acid,AsA）对铜（Copper, Cu）胁迫下广藿香（Pogostemon cablin （Blanco） Benth.）幼苗生长、Cu2+积累和抗氧化酶活性的影响.结果显示,与对照相比,10-80 μmol·L-1 Cu2+降低了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量和根系耐性指数,且随Cu2+浓度增大抑制作用增强.与Cu2+胁迫相比,外源添加0.10-0.50 mmol·L-1 AsA提高了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及SOD、POD、CAT和APX酶活性,降低其根系相对电导率、MDA含量和Cu2+含量;随AsA浓度的增加,苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及POD和CAT活性先升高后下降,相对电导率、MDA含量和Cu2+含量先下降后上升,SOD和APX活性则一直增加.结果显示,外源添加0.25 mmol·L-1的AsA能提高广藿香幼苗细胞清除活性氧的能力,一定程度上缓解40 μmol·L-1 Cu2+胁迫对膜系统的伤害,减轻Cu2+胁迫对广藿香幼苗生长的毒害作用.     

O3对水稻叶片氮代谢、脯氨酸和谷胱甘肽含量的影响

臭氧(O₃)被认为是重要的气污染物之一,水稻又是主要的粮食作物,因而准确地评估O₃浓度升高对水稻生长发育的影响具有十分重要的意义。采用开顶式气室法模拟研究了O₃对水稻叶片可见伤害症状、氮代谢、脯氨酸和谷胱甘肽含量的影响。结果显示,O₃污染胁迫会导致水稻叶片产生明显的伤害症状,具体表现为:老叶叶鞘褪绿,有褐斑,直至完全干枯;稻穗小且黄化,籽粒不饱满;水稻成熟期提前等。O₃浓度升高对水稻叶片的硝酸还原酶活性有显著影响。当O₃浓度为40、80和120 nL·L^-1时,水稻叶片硝酸还原酶活性与对照组相比均降低,其中,分蘖期分别降低了25.3%、67.4%和86.3%;拔节期分别降低了57.4%、75.7%和97.8%;抽穗期分别降低了91.0%、97.2%和99.3%;乳熟期分别降低了89.5%、89.5%和96.7%。水稻叶片铵态氮和硝态氮含量随着O₃浓度的升高而显著地降低,例如当O₃浓度为40、80和120 nL·L^-1时,与对照相比,水稻叶片硝态氮含量分别降低46.3%、52.7%和65.7%,铵态氮含量分别降低6.5%、12.9%和43.4%。O₃污染胁迫下水稻叶片脯氨酸含量在不同生长期变化不同,分蘖期、拔节期和抽穗期脯氨酸含量在40 nL·L^-1浓度O₃熏蒸下急剧地提高,但是随着O₃浓度的增加,脯氨酸含量又不断地降低。在水稻乳熟期,脯氨酸含量均随着O₃浓度的增加而显著地下降。O₃污染胁迫导致水稻叶片还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著低于对照组,而氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量显著高于对照组。当O₃浓度为40、80和120 nL·L^-1时,乳熟期水稻叶片GSH含量分别比对照组降低68.7%、80.2%和78.2%,GSSG含量分别比对照提高494.4%、527.2%和439.8%。研究表明,O₃污染胁迫对水稻叶片氮代谢和抗氧化系统产生了极显著的影响。     

O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响

由于人口的快速增长,人类活动导致近地层O3浓度不断提高,O3浓度升高将对植物、动物和人体健康产生极大的危害.采用开顶式气室(OTC)原位实验方法,研究O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响,进而分析O3对植物的伤害机制.结果表明,O3浓度升高可导致冬小麦拔节期和抽穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶...     

臭氧对南方3种木本植物的急性伤害症状及其生理指标变化

近地层O3污染越来越严重,而O3污染对中国木本植物的影响的报道较少。作者对南方3种木本植物尾叶桉(Eucalyptusurophylla)、米兰(Aglaiaodorata)和马尾松(Pinusmassoniana)进行连续3d,每天6h的O3熏气处理。臭氧体积分数分别为200×10-9和400×10-9。实验过程中对植物的外部受害症状进行观察记录,测定叶片的叶绿素含量、过氧化物酶活性(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量等生理指标。结果表明:3种植物对O3污染表现出不同的受害症状。受O3污染危害最重的为米兰,其次为尾叶桉,而马尾松抗性最强。O3污染导致植物叶绿素含量、可溶性糖含量呈下降趋势,而POD活性升高,少数种类则出现微弱的下降趋势。CAT基本表现为低浓度O3污染时活性上升,在高浓度时,由于酶的结构受破坏,而出现下降的趋势,但也有的种类是外部臭氧浓度越高,则CAT含量越高。丙二醛含量则是多数情况比对照升高,而某个种类变化不明显或稍有下降。可溶性蛋白含量是在低浓度O3污染时有所上升,而高浓度时则出现下降的情况。研究结果表明,在评价不同植物种类对污染物的抗性时,不能仅考虑某个生理指标的变化,还要综合考虑各个指标的状况。     

The effect of oxytetracycline on physiological and enzymatic defense responses in aquatic plant species Egeria densa,Azolla caroliniana,and Taxiphyllum barbieri

Oxytetracycline is an antibiotic widely employed in aquaculture to control and treat bacterial diseases of fish. Due to ineffective wastewater treatment, antibiotic residues from fish ponds are directly released into surface and groundwater affecting the environment. The Green Liver System® is a sustainable and cost-effective water treatment based on the ability of aquatic plants to biotransformation xenobiotics. To expand the application range of this system, Egeria densa, Azolla caroliniana, and Taxiphyllum barbieri were tested in response to oxytetracycline exposure. The aquatic plants were exposed to 0.5, 2.0, 5.0, and 25 μg/L oxytetracycline (n = 4) for 24 h in order to analyze the physiological responses (photosynthetic pigment contents and hydrogen peroxide formation -- H₂O₂), the biotransformation process (activity of glutathione S-transferase), and the antioxidant defense (glutathione reductase; peroxidase; and catalase) responses. There were no statistical differences in the photosynthetic pigment contents and H₂O₂ level between the treatment and control groups in the three aquatic plant species. It can be concluded that oxytetracycline does not provoke physiological damage to the tested species within 24 h of exposure. Nevertheless, the antioxidant defense mechanism was activated. Peroxidase and catalase were the most prominent antioxidant enzymes in the three plant species, whereas glutathione S-transferase activity was significantly increased in A. caroliniana and T. barbieri.     

两种有机酸存在下铜对中华圆田螺肝脏的氧化应激效应

为探讨不同水平EDTA和柠檬酸(CA)作用下沉积物中铜对底栖无脊椎动物生态毒理学效应,以中华圆田螺为受试生物,研究了肝脏中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化规律。研究结果表明:有机酸存在下,铜污染底泥可诱导中华圆田螺肝脏产生ROS。电子顺磁共振(EPR)技术得出的3组双重峰分裂谱线为典型的α-苯基-N-叔丁基甲亚胺-N-氧化物(PBN)捕获羟自由基(·OH)形成PBN/·OH的EPR波谱。有机酸存在下,低剂量铜(≤100 mg·kg-1)对MDA产量影响不显著。较高剂量铜暴露下,EDTA的存在抑制MDA产生,CA的添加则均使MDA含量增加。EDTA存在下铜可显著抑制中华圆田螺肝脏中SOD和CAT活性。相对而言,CA的加入可减缓高剂量铜暴露下中华圆田螺肝脏SOD与CAT酶活性的剧烈变化。     

Effects of chronic bisphenol A exposure on hepatic antioxidant parameters in medaka (Oryzias latipes)

Bisphenol A (BPA), the plastic monomer and plasticizer with well-known endocrine-disrupting chemical properties, is widely present in the aquatic environment, but little is known regarding hepatic toxicity in fish. This study assessed the effects of chronic exposure to BPA on the antioxidant defense system of Japanese medaka liver. Fish were exposed to sub-lethal concentrations of BPA (0.1, 1, 10, 100, or 1000?µg?L^?1) for 60 days. Antioxidant parameters were determined and compared with controls. The results showed that the activities of catalase (CAT), superoxide dismutase, glutathione peroxidase, glutathione S-transferase, and the content of reduced glutathione were all induced at 10?µg?L^?1 BPA after 60 days. Further, hepatic CAT was sensitive to BPA at 1?µg?L^?1 concentration. In conclusion, CAT may serve as a potential early biomarker of BPA exposure in aquatic environment.     

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。     

低浓度铅暴露对鲫鱼肝脏抗氧化系统的影响

研究了鲫鱼幼体(Carassius auratus在低浓度铅的长期(40d)暴露实验中, 鲫鱼抗氧化系统所产生的生理生化反应。结果表明, 在本实验的剂量范围内, 铅对鲫鱼肝脏内过氧化氢酶(CAT)超氧化物歧化酶(SOD)的活性(在暴露浓度达到0.2mg·l-1时)表现为诱导作用;而铅对谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性在低浓度时(0.01mg·l-1)被抑制, 其中暴露浓度在0.2mg·l-1时GSH-Px被进一步抑制。在实验范围内, GSH含量无明显变化。另外, 对于低浓度铅的长期暴露,鲫鱼肝脏中的GST和GSH-Px较CAT和SOD敏感, 可考虑作为水生生态系统中铅低浓度长期暴露的一种生物检测指标。