3种胡枝子抗氧化酶和渗透调节物质对干旱和增强UV-B辐射的动态响应

为探究干旱和增强UV-B辐射对3种胡枝子(美丽胡枝子、二色胡枝子、牛枝子)抗氧化酶活性和渗透调节物质的影响,采用盆栽试验,研究了正常生长(CK)、干旱胁迫(D)、增强UV-B辐射(UV-B)及二者复合胁迫(D+UV-B)下各植物叶片中抗氧化酶活性和渗透调节物质的动态响应.结果表明:3种处理下各植物叶片中SOD活性较对照值均呈先下降后上升趋势,且与单因子处理相比,牛枝子和二色胡枝子在复合胁迫下其SOD活性更高;增强UV-B辐射和复合处理下POD活性随胁迫时间总体呈先上升后下降趋势;CAT活性在干旱和复合胁迫下高于对照值,而在增强UV-B辐射下较对照值有所下降.3种植物叶片渗透调节物质含量(可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸)在各处理中较对照值均有所增加,并呈先上升后下降趋势,但种间差异显著.3种处理均导致各植物叶片内MDA含量不同程度的升高,升高幅度的大小依次为牛枝子＞美丽胡枝子＞二色胡枝子.通过隶属函数法综合评价得出,复合处理下二色胡枝子和美丽胡枝子具有较强的抗氧化能力,牛枝子抗氧化能力较弱.综上,与干旱胁迫和增强UV-B辐射相比,复合胁迫对植物的伤害程度更小,说明干旱与增强UV-B辐射可以相互缓减彼此对植物的伤害,且美丽胡枝子和二色胡枝子在抵抗干旱胁迫和增强UV-B辐射方面具有一定优势.     

铅胁迫对斑马鱼抗氧化酶活性的影响

研究Pb对斑马鱼抗氧化酶活性影响,探讨重金属Pb对斑马鱼毒理学效应.以斑马鱼为模式生物,采用半静态法对斑马鱼进行驯养和试验,测定不同浓度Pb对超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性影响.Pb暴露1d胁迫斑马鱼SOD为诱导效应,胁迫CAT为诱导-抑制效应,Pb暴露7d胁迫斑马鱼SOD为诱导效应,胁迫CAT为诱导-抑制效应,且暴露1d和暴露7d酶活性变化均显著.试验结果表明,Pb胁迨斑马鱼抗氧化系统酶活性变化显著,Pb毒性显著.结果为重金属污染对水生生物毒性机理研究提供参考.     

蚯蚓对人工湿地植物抗氧化酶活性的影响

以芦苇、香蒲、美人蕉为供试植物,研究向人工湿地中加入蚯蚓后湿地植物叶绿素含量和抗氧化酶活性的变化,结果表明:(1)向人工湿地中加入蚯蚓后显著增加了湿地植物的叶绿素含量(P<0.05)。(2)蚯蚓加入人工湿地后,降低了湿地植物的MDA含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,且美人蕉的SOD活性,美人蕉和香蒲的POD活性以及香蒲的CAT活性显著下降(P<0.05)。(3)湿地植物的POD活性与SOD活性和MDA含量呈显著正相关。加入蚯蚓后,人工湿地对COD、TN和TP的去除率分别增加了11.1%、9.5%和6.5%,其原因与蚯蚓能增加人工湿地中植物的叶绿素含量,并降低植物的抗氧化酶活性有关。     

植物根系内活性氧清除酶对铅胁迫的反应

本文研究了Pb胁迫对多年生黑麦草(Lolium perenne)、匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)幼苗根系内SOD、CAT、POD三种清除酶活性水平的影响。结果表明，在低浓度的Pb胁迫下植物根系内活性氧清除酶活性水平普遍增加，且随胁迫时间延长其水平逐渐上升。而在高浓度时，酶活性急剧增加，但随胁迫时间的延长，酶活性则急剧下降，铅毒害效应增加，清除酶消除氧自由基的作用逐渐消失，其中，SOD、CAT酶活性变化较为敏感，而POD相对稳定。匍匐剪股颖对Pb胁迫的抵抗作用大于多年生黑麦草。     

水分和钙胁迫对苔藓植物生理生化指标的影响

文章以三种苔藓植物(尖叶提灯藓Mnium cuspidatum,青藓Brachythecium albicans,石地钱Reboulia hemisphaerica)为材料,以正常浇水处理为对照,研究不同程度人工水分胁迫和钙离子胁迫对三种苔藓植物生理指标的影响,探讨其在逆境下的响应,结果表明:水分胁迫对可溶性糖和游离脯氨酸影响较大,但对MDA影响较小;钙离子胁迫对可溶性糖和游离脯氨酸影响较大,低浓度的Ca2+降低脯氨酸和可溶性糖的积累,降低MDA含量,但随着Ca2+浓度增大,脯氨酸和可溶性糖含量也逐渐升高,且MDA含量也有所上升。该研究为进一步研究控制渗透调节物质的基因对逆境的敏感程度作好前期工作,对山区石漠化治理和生态恢复,以及治理环境污染等方面有着重要的理论和实践意义。     

铀胁迫对反枝苋生理生化指标的影响分析

为探究铀胁迫下富集植物反枝苋的抗逆机制及铀对反枝苋的毒理效应,通过盆栽控制性试验,研究了土壤不同浓度铀(U)胁迫(0、25、50、100、200、400 mg//kg)对反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)叶片光合色素、蛋白质、丙二醛、脯氨酸含量和抗氧化酶(POD、CAT和SOD)活性的影响。结果表明:土壤铀胁迫对反枝苋叶片光合色素和蛋白质含量表现出低促高抑,25 mg/kg处理下叶绿素a、叶绿素b和蛋白质含量显著高于对照;中低浓度下,抗氧化酶系统被激活,活性显著高于对照,有效清除活性氧自由基;100 mg/kg处理时,SOD活性率先降低,引起CAT和POD活性出现无底物性下降;200、400 mg/kg胁迫下植物产生并积累了大量的自由基,超过了SOD、CAT、POD的清除能力,致使酶活性降低,膜脂过氧化程度加深,MDA含量激增;各处理下脯氨酸含量均显著高于对照,使植物在高胁迫下抗氧化酶系统遭到破坏后仍能起到抗铀胁迫作用。     

不同浓度Pb(Ⅱ)对稀脉萍和紫萍的毒性效应

浮萍类植物(以下简称浮萍)具有繁殖快、用途广泛、综合利用率高等优良特性,可应用于水生生态毒理学的研究。选择我国浮萍中分布最广的两个种类,即稀脉萍(Lemma aequinoctialis)和紫萍(Spirodelapolyrrhiza)作为植物材料,选择Pb(Ⅱ)作为实验重金属,探讨不同浓度Pb(Ⅱ)对这2种浮萍的毒性影响。结果表明:(1)随着Pb(Ⅱ)浓度的提高,稀脉萍和紫萍的生长都受到显著抑制;(2)Pb(Ⅱ)对稀脉萍和紫萍叶绿素的产生都有抑制的作用,但稀脉萍的叶绿素含量的变化幅度较大,当Pb(Ⅱ)浓度为30mg/L,经4d处理后稀脉萍和紫萍的Chl.a、Chl.b和Chl(.a+b)分别比其对照降低了39%、42%、40%和13%、33%、21%。当Pb(Ⅱ)浓度为1～15mg/L时,两种浮萍叶绿素a和叶绿素b之间的比值均随着重金属浓度梯度的升高而降低。(3)经4d处理,稀脉萍和紫萍的可溶性蛋白含量分别比其对照降低了32%和30%。(4)经4d处理,稀脉萍的POD活性在Pb(Ⅱ)浓度为20mg/L时达到峰值,而紫萍在本实验Pb(Ⅱ)浓度设置范围内未有峰值,且最大值相比较分别高出其对照41%和100%。稀脉萍和紫萍可用作Pb(Ⅱ)对水生植物的毒性效应监测,采用生长情况、叶绿素含量等作为监测指标,而稀脉萍对Pb(Ⅱ)胁迫更为敏感。     

汞对水花生愈伤组织生理及超微结构的毒性效应

研究了Hg胁迫对水花生致密型愈伤组织叶绿素含量、可溶性蛋白含量、活性氧水平、抗氧化酶活性及细胞超微结构的影响.结果表明,随着Hg施加浓度的增加,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、可溶性蛋白含量呈先升后降趋势,叶绿素a/叶绿素b逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先升后降,而过氧化氢酶(CAT)活性呈逐渐下降趋势;同时,超氧阴离子(O2-·)产生速率、丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量均呈逐渐上升趋势.电镜扫描结果发现,Hg胁迫破坏了细胞膜系统,特别是对线粒体、叶绿体、细胞核造成了较为严重的不可逆的损伤,所观察到的核膜破裂方式主要是超量分泌膜泡.Hg对水花生愈伤组织的致死浓度范围为20～40μmol·L-1.     

十溴联苯醚对紫花苜蓿种子萌发及幼苗的影响

为评价十溴联苯醚(BDE-209)对植物的生态毒性效应,探明植物抵抗BDE-209胁迫的反应机制,文章选用紫花苜蓿作为受试植物,考察了不同浓度BDE-209污染土壤对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响,并对幼苗体内的抗氧化酶活性(POD、CAT、SOD)及可溶性蛋白质(SP)对污染物胁迫的响应进行了研究,同时还对植株的根、叶片进行扫描电镜观察。结果表明,BDE-209胁迫处理与各项生长指标呈显著负相关,抑制作用强度依次为根长>鲜重>芽长>发芽率。植株体内的抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量随污染物浓度的增加不断上升,符合线性关系,POD、CAT、SOD的活性最大可高达对照的3倍、1.77倍和2.81倍,可溶性蛋白含量可达到对照的1.89倍。扫描电镜结果显示,随着污染物浓度的提高,植物根部发根增多,叶片上气孔密度增大,气孔开度变小。     

外源水杨酸对染铅小鼠抗氧化水平的调节

为了研究水杨酸对铅染毒小鼠体内抗氧化水平的调节,将不同浓度的水杨酸(0、0.1、0.5、1.0和1.5 mmol·L-1)附加到醋酸铅溶液中对小鼠隔日灌胃1个月,测定了肝和脑组织抗氧化酶活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量,观察了核DNA的降解情况.结果显示,0.5mmol·L-1的水杨酸完全消除了铅(300 mg·kg-1)对小鼠超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的抑制,使MDA含量维持在对照水平,核DNA降解明显减轻.这些数据显示,外源水杨酸可通过调节铅胁迫下小鼠体内抗氧化酶的活性而保护肝和脑组织免受铅引发的氧化胁迫伤害.     

壳寡糖缓解小麦镉毒害的某些生理特性研究

利用不同浓度壳寡糖溶液对小麦种子浸种,种子萌发后,对小麦幼苗进行Cd胁迫,研究了不同浓度的壳寡糖对小麦幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度壳寡糖浸种,对镉胁迫下小麦幼苗生长有促进作用,幼苗高度、根长、生物量均有增加;幼苗叶片中叶绿素含量增高;SOD、POD和CAT活性增加。随着镉胁迫时间的延长,SOD和CAT活性降低,但降低幅度小于对照;POD活性却表现增加,增加的幅度大于对照。壳寡糖不同浓度之间比较,低浓度壳寡糖对镉毒害的缓解效果优于高浓度。说明壳寡糖预处理对镉胁迫有缓解作用。     

一株丝状蓝藻的分离鉴定及其对原油耐受性能的研究

从石油污染的港口水域分离筛选到一株丝状蓝藻GH1,通过形态学和分子生物学分析鉴定为颤藻.从生长情况和抗氧化酶活性方面研究了这株颤藻对原油的耐受性.在0～20d培养过程中,原油培养条件下GH1的叶绿素增长更快,第7天即达到生长稳定期;可溶性蛋白含量随时间的变化呈先上升后下降的趋势,原油样品的可溶性蛋白含量始终要显著高于空白样.在0～1%体积浓度范围内,第7天测定原油样品中颤藻叶绿素和可溶性蛋白含量均明显高于空白样.对抗氧化酶系统而言,在原油培养条件下,培养初期超氧化物歧化酶SOD(Superoxide Dismutase)和过氧化氢酶CAT(Catalase)活性显著高于空白样,随着培养时间增加,SOD和CAT活性呈下降趋势,而过氧化物酶POD(Peroxidase)活性一直呈上升趋势.低浓度原油能刺激3种抗氧化酶活性都升高,高浓度原油对SOD和CAT活性有抑制作用,但POD活性仍能随原油浓度增加而升高.在原油中毒性物质的胁迫下,POD与SOD、CAT的响应表现为互补的变化趋势,3种酶共同防御作用是颤藻GH1耐受原油胁迫的主要机制.     

速生树种竹柳对重金属胁迫的生理响应

为探讨速生树种竹柳(Salix sp.)对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以竹柳三号和竹柳五号为试验材料,在重金属复合污染(镉、铜、锌)的水稻土条件下处理65 d后,研究了其叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和超氧化歧化酶(SOD)活性的响应变化.结果表明:重金属胁迫下,两种竹柳叶片的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均显著(p0.05)降低,而脯氨酸含量、过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)升高.重金属胁迫下,竹柳三号叶片的脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)低于竹柳五号,而叶绿素b含量和过氧化物酶活性反之.对照土壤中,竹柳三号的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著低于竹柳五号,叶绿素含量反之.两种竹柳的叶绿素a/叶绿素b值、丙二醛含量无显著差异.综上所述,叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量等可以作为竹柳耐重金属胁迫的评价指标.竹柳五号在重金属胁迫作用下可维持较高的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性,因此,竹柳五号比竹柳三号对重金属胁迫有更强的耐性.     

水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用研究

研究了不同浓度水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的抑制作用以及对叶绿素a和抗氧化酶活性(SOD、CAT、POD)的影响.结果表明,水网藻种植水对铜绿微囊藻的抑制效果明显,20%～80%浓度的种植水第8 d的平均抑藻率达到98.9%,藻细胞几乎全部死亡.在种植水的作用下藻细胞叶绿素a含量迅速降低,叶绿素a遭到破坏.实验前2 d由于受到活性氧的刺激铜绿微囊藻抗氧化酶活性增加,且都高于对照组,随着抗氧化酶活性达到极限,活性氧开始积累并破坏细胞的正常代谢,抗氧化酶活性迅速降低,80%浓度的实验组至第8 d时SOD、CAT、POD活性分别仅为31、6、5 U.mg-1.水网藻种植水经过高温处理后对铜绿微囊藻基本没有抑制作用,说明种植水中的抑藻物质具有热不稳定性.     

镉、苯并(a)芘胁迫对双齿围沙蚕SOD、CAT活性及MDA含量的影响

为评估重金属、多环芳烃单一及复合污染对海洋多毛类抗氧化酶活性及膜脂过氧化水平的影响,分别以镉(Cd)、苯并(a)芘(B[a]P)作为重金属和多环芳烃的代表,研究了Cd、B[a]P及二者复合污染胁迫下双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的响应特征。结果显示:Cd污染胁迫下,双齿围沙蚕体内SOD、CAT活性与Cd没有明显的"剂量-效应"关系,MDA含量则随其浓度升高而升高;B[a]P污染胁迫下,SOD、CAT活性及MDA含量均表现出明显的"剂量-效应"关系;Cd和B[a]P复合污染胁迫下,双齿围沙蚕体内SOD活性低浓度下被诱导,高浓度下被抑制,而CAT活性则随暴露浓度升高先降低然后恢复至对照水平,MDA含量仅在高浓度下被显著诱导(P0.05)。本研究表明,Cd能够干扰B[a]P对沙蚕抗氧化系统的影响,二者复合污染胁迫表现为拮抗效应。     

接种AM真菌对压实土壤柠条叶片生理与光合特性的影响

以矿区常用复垦植物——柠条作为供试物种,采用室内实验模拟矿区压实土壤,研究接种AM真菌与土壤压实对柠条叶片生理生化和光合特性的影响。结果表明:土壤压实导致柠条叶片SOD、POD、CAT活性下降、脯氨酸、可溶性糖与可溶性蛋白含量降低,叶片相对电导率、丙二醛含量显著升高。接种AM真菌有助改善压实土壤中柠条叶片生理特性,增强光合作用。与单纯压实处理相比,接种AM真菌使压实处理柠条抗氧化酶SOD、POD、CAT活性分别提高1.34,1.65,1.51倍;可溶性糖、可溶性蛋白含量分别升高33.90%,5.30%,脯氨酸含量降低53.20%;叶片相对电导率、丙二醛含量显著降低15.58%、19.98%;激素调节物质IAA、CTK、GA激素分泌分别增加18.39%、45.19%、14.40%,ABA降低34.33%;叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有明显升高。表明接种AM真菌能够提高柠条抗氧化酶活性、调节渗透物质和激素分泌,降低细胞膜脂过氧化水平,维持细胞结构稳定,促进柠条光合作用增强,提高柠条的生产力。在土壤压实严重的矿区,可以通过接种AM真菌提高柠条抗压实胁迫的能力,以提高压实土壤矿区植被恢复质量。     

镉胁迫对忍冬抗氧化酶活性及内源激素含量的影响

为研究Cd胁迫下忍冬(Lonicera japonica Thunb.)抗氧化酶活性和内源激素水平的响应变化,采用土培试验,设置不同Cd处理(0、2.5、5、10、25、50和100 mg/kg),分析植株生物量、叶片丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)、脱落酸(ABA)的含量。结果表明：2.5 mg/kg Cd处理时地下部生物量增加20.93%,超过25 mg/kg Cd处理时地下部、地上部生物量均显著下降,最多降低了28.78%和40.92%。在各Cd处理下,叶片MDA含量没有受到显著影响;SOD和POD活性显著增强,CAT活性先升高后降低,APX活性没有受到显著影响。叶片IAA、GA₃含量、GA₃/ABA和IAA/ABA先升高后降低;ABA含量升高,比对照最多增加55.88%。相关性分析表明,忍冬叶片中抗氧化酶SOD、POD活性与GA₃含量存在显著负相关性,与ABA含量...     

铅对赤子爱胜蚓抗氧化酶活性的影响

研究了老化和未经老化土壤中Pb(NO₃)₂对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)体内SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)活性的影响. 结果表明:在测试范围(w〔Pb(NO₃)₂〕为200~1000 mg/kg)内,Pb(NO₃)₂对蚯蚓体内3种抗氧化酶的活性均有显著性影响. 暴露于未经老化土壤1、14、21d时,蚯蚓体内SOD和CAT活性均随土壤中w〔Pb(NO₃)₂〕的增加而降低,高w〔Pb(NO₃)₂〕下,与对照组相比这2种抗氧化酶活性均降低了约40%. POD活性除第1、3天在高w〔Pb(NO₃)₂〕中显著变化外,其他暴露时间、暴露水平中均无显著性变化. 暴露于老化(28d)土壤1d后,蚯蚓体内SOD、POD、CAT活性均随土壤中w〔Pb(NO₃)₂〕的增加而升高,高w〔Pb(NO₃)₂〕下,与对照组相比这3种抗氧化酶活性分别升高了359%、147%和233%;然而,随着暴露时间的延长,3种抗氧化酶活性又呈显著降低趋势. 总体上,蚯蚓体内CAT和SOD活性变化趋势基本一致. 研究显示,土壤老化对铅毒性产生了影响,因此在进行毒性试验时应予以考虑.      

植物CytP450和抗氧化酶对土壤菲、芘暴露的生态毒理响应

以玉米(Zea mays L.)为供试植物,草甸棕壤为供试土壤,以微粒体细胞色素P450含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性为指标,进行了土壤菲、芘暴露的生态毒理响应研究.结果表明,菲、芘暴露均能引起植物代谢解毒和抗氧化防御系统的胁迫响应,不同程度引发植物代谢解毒及抗氧化能力的改变.P450酶活性与低浓度菲、芘单-暴露浓度具有相关性(r=0.834,P<0.01),与菲、芘复合暴露浓度负相关,说明菲、芘复合暴露导致代谢解毒能力下降,对植物的代谢解毒具有协同毒性效应;SOD酶活性与菲、芘单一暴露浓度负相关,CAT酶活性与菲、芘单-暴露浓度正相关,POD酶活性与菲的水溶解度正相关,而与芘的总浓度负相关.SOD、CAT和POD酶活性与菲、芘复合暴露浓度均呈正相关,说明菲、芘复合暴露导致氧化损伤程度减弱,对植物的氧化损伤具有拮抗作用.     

旱柳(Salix matsudana Koidz)对Pb的耐性、富集、转运与胁迫响应研究

耐性机理的系统解析对于旱柳在土壤Pb污染控制上的应用具有重要意义.为了明确旱柳对Pb的耐性机理,通过盆栽试验研究了旱柳对Pb的耐性、富集、转运特征,采用STEM、EDAX、FTIR分析了旱柳对Pb的胁迫响应机制.结果表明:低含量(≤600 mg·kg-1)Pb对旱柳生长有促进作用,高含量(≥1000 mg·kg-1)Pb明显抑制旱柳的生长;旱柳对Pb具有很高的耐性,耐性指数TI(%)可达108.32,属Pb高耐性植物;旱柳对Pb的富集能力较强,富集系数均值可达7.5773,而对Pb的转运能力较弱,转运系数均小于1;低含量Pb胁迫不影响叶绿素的合成,也不会促生丙二醛(MDA),而高含量Pb胁迫明显抑制叶绿素的合成,促使MDA大量生成,导致严重的细胞膜脂过氧化和膜损伤;抗氧化酶(POD、CAT、SOD)及可溶性蛋白能够对低含量Pb胁迫做出积极有效的响应,但无法清除高含量Pb胁迫所产生的毒害;扫描透射电镜(STEM)分析表明,Pb胁迫使根系发黑、萎蔫,茎部破败、堵塞,叶片褶皱、卷曲,破坏气孔结构;傅里叶红外光谱(FTIR)分析表明,Pb胁迫使导致膜脂过氧化和膜损伤的自由羟基增多,而使对Pb具有络合、螯合作用的连生羟基、巯基、羰基数量减少;能谱(EDAX)分析表明,Pb胁迫抑制了Ca、K的吸收,同时干扰其他矿质元素的吸收利用.