重金属胁迫对三角褐指藻生长及叶绿素荧光特性的影响

利用调制式叶绿素荧光仪研究了不同浓度的重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+胁迫不同时间(24、48、72和96 h)后,三角褐指藻叶绿素荧光特性的变化情况.测定的主要参数有:光系统II(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield=ΦPSII)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ).研究结果表明,重金属(Cu2+、Zn2+、Cd2+)胁迫下三角褐指藻的叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,并且随着重金属离子浓度的增加,胁迫时间的延长,下降幅度逐步增大;NPQ先上升后下降或者逐渐上升;细胞密度和叶绿素含量也显著降低.对3种重金属离子的半抑制浓度(EC50)的计算结果表明,3种重金属毒性大小顺序为Cd2+> Cu2+> Zn2+.     

荧蒽对披针舟形藻的生长及叶绿素荧光特性影响

利用调制式叶绿素荧光仪(Water-PAM)测定了不同浓度的荧蒽(0、0.1、0.5、1.0、2.0和5.0 mg/L)处理后披针舟形藻(Navicula lanceolata)的叶绿素荧光动力学特征的变化.藻类的生物量以细胞密度表示,测定的主要荧光动力学参数为:光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(Fv/Fm),PS...     

五种抗生素对等鞭金藻(Isochrysis sp. CCMMS001)叶绿素荧光特性的影响

利用PHYTO-PAM测定了抗生素胁迫下等鞭金藻(Isochrysis sp.CMMS001)叶绿素荧光参数Fv/ Fm(PSⅡ的最大光能转化效率)的变化规律.结果表明:不同抗生素对等鞭金藻Fv/ Fm的影响存在很大差异,氯霉素、G-418能显著抑制其最大光能转化效率;潮霉素抑制作用次之;卡那霉素、氨苄青霉素没有抑制作用.在f/2培养基中,浓度为600 mg/L氯霉素胁迫下,第3d测得Fv/ Fm值下降97%.在f/2培养基中,浓度为1 200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得Fv/Fm值分别下降52%、98%.在淡化5倍f/2培养基中,浓度为1200 mg/L潮霉素和500 mg/L G-418胁迫下,第6d测得的Fv Fm值分别下降77%、100%.卡那霉素、氨苄青霉素胁迫下,Fv/ Fm随着两种抗生素浓度的增加没有降低,反而上升.     

三种抗生素对几种海洋微藻叶绿素a含量影响的初步研究

实验室条件下,研究了氯霉素(chloramphenicol ,Cm)、遗传霉素 (geneticin G418)、青霉素 (penicillin)对三种常见海洋饵料微藻:小球藻 (Chlorella vulgaris Beij. ) ,金藻8701(Isochrysis galbana Parke 8701.) 和小新月菱形藻(Nitzschia closterium Ehr.)叶绿素a含量的影响.结果表明: (1) 低于100 mg/L的氯霉素对小球藻和金藻8701叶绿素a含量影响较小(P>0.05);氯霉素浓度大于50 mg/L时,小新月菱形藻叶绿素a含量显著降低(P<0.05) .(2) 不同浓度的G418均明显抑制三种微藻叶绿素a含量的增加.(3) 低于100 mg/L的青霉素能够促进三种藻叶绿素a的增加,相对增长率随青霉素浓度的升高而逐渐下降;三种藻对青霉素的敏感性存在差异.试验结果可为微藻无菌培养体系的建立提供参考.     

BDE-47对2种海洋微藻光合特性的影响

研究了不同浓度的2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对2种海洋微藻的光合特性的影响. 结果表明, 在试验所设定的浓度范围内 (0.1~2.5μg/L),海水小球藻和赤潮异弯藻的PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)未受到显著抑制,表明2种微藻PSII反应中心在试验过程中未受到损伤.当BDE-47浓度为2.5μg/L时,海水小球藻的PSII潜在活性(Fv/Fo)、PSII实际光能转化效率(φPSII)和光合电子传递效率(ETR)在96h受到显著抑制,而赤潮异湾藻的3个参数在暴露期间均未受到抑制,表明赤潮异湾藻对BDE-47的耐受性强于海水小球藻.各叶绿素荧光参数中, Fv/Fo、φPSII、ETR更适合作为指示海洋环境中BDE-47污染水平的生物标志物.     

苯并[α]芘对海洋微藻生长及细胞特征的影响

采用急性毒性实验方法,研究了苯并[α]芘(B[α]P)对3种海洋微藻生长和细胞特征的影响。结果表明,B[α]P对3种海洋微藻生长的抑制呈显著的时间-剂量效应,其96 h半数效应浓度依次为:湛江等鞭金藻17.00μg/L,塔溪堤等鞭金藻25.18μg/L,牟氏角毛藻83.06μg/L。高浓度B[α]P胁迫96 h后,3种海洋微藻细胞体积和细胞内容物颗粒均有增加,而藻细胞叶绿素含量却随着B[α]P浓度的增加而降低。这一研究说明,B[α]P对微藻细胞形态及光合能力均能造成明显影响,并可抑制藻细胞数量的增长。B[α]P对藻细胞的抑制作用存在种的差异性,相对来说,金藻类微藻对B[α]P更为敏感。     

铀胁迫对酸模叶绿素荧光特性和酶活性的影响

通过盆栽控制性实验,研究了不同铀浓度处理﹙0、25、50、100、200、400 mg/kg﹚对酸模(Rumex acetosa L.)叶绿素含量、叶绿素荧光特性及抗氧化酶的影响。结果表明:随着土壤铀浓度的增加,叶绿素含量显著下降,最大光化学效率(Fv/Fm)下降但差异不显著,光合性能指数(PIABS)显著下降,K相可变荧光占J相可变荧光比例(Wk)和J相可变荧光(Vj)逐渐升高,单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获的能力(TRo/RC)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)和单位反应中心耗散的能量(DIo/RC)均呈先升高后下降的趋势,铀胁迫使酸模整个PSⅡ的结构和功能都受到了伤害,光合作用受到抑制;SOD和POD活性整体呈现先上升后下降的趋势,MDA含量逐渐升高,酸模产生膜脂过氧化,启动了过氧化酶系统。     

Cd(Ⅱ)对8种海洋微藻生长的影响

采用一次培养实验方法,研究了Cd(Ⅱ)对8种常见海洋微藻生长的影响.结果表明:高浓度的Cd(Ⅱ)抑制8种微藻生长;而50μg/L、100μg/L的Cd(Ⅱ)分别对大扁藻、中肋骨条藻的生长具有促进作用.在Logistic生长模型的基础上,结合Lorentz方程和GaussAmp方程,引入Cd(Ⅱ)浓度项,建立新的方程来描述Cd(Ⅱ)存在条件下海洋微藻的生长过程;并且通过对实验数据的非线性拟合,验证该方程是合理的.该方程不仅可以根据海洋微藻的生长情况,推测相应海区的Cd(Ⅱ)污染物浓度;而且也可以预测不同浓度Cd(Ⅱ)条件下,相应海区的海洋微藻的生长情况.     

模拟酸雨对烤烟叶片光合特性和叶绿素荧光参数的影响

以烤烟为供试材料,采用土培盆栽的方法研究了不同pH值的模拟酸雨(pH5.6、pH4.5、pH4.0、pH3.5、pH3.0、pH2.5、pH2.0)对烤烟叶片叶绿素含量、气体交换和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:pH≥3.5处理的轻度酸雨对烤烟Chl.a含量影响不大,但pH≤3.5处理烤烟叶片Chl.b和总叶绿素含量显著下降.pH≤2.5模拟酸雨使烤烟叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Ls)、胞间CO2浓度(Ci)、叶面饱和蒸气压力亏缺(VPD)显著降低,使烤烟叶片的气孔限制值(Ls)和潜在水分利用效率(WUEi)显著升高,模拟酸雨使pH2.0处理烤烟叶片的蒸腾速率(Tr)和pH2.5处理的瞬时水分利用效率(WUE)显著降低.pH≥3.5处理的光合有效量子产量(EQY)、光合电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)与对照差异不大,但pH≤3.0处理明显降低;烤烟叶片的非光化学猝灭呈先升高后降低趋势,pH≥3.5处理的非光化学猝灭(NPQ)明显高于pH≤3.0处理.     

营养胁迫对薄叶双盖蕨叶绿素荧光特征的影响

喀斯特区石灰土多具有高钙、低磷的特性,从而限制了植物在该环境中的生存。为探讨厌钙植物不能在石灰土中生存的原因,以厌钙植物薄叶双盖蕨作为研究对象,以专性钙生植物柳叶蕨为对比物种,以Ca2+浓度、H2PO4-浓度为控制因子,测定分析各个水平下叶片叶绿素荧光参数特征。结果显示,Ca2+浓度胁迫下薄叶双盖蕨叶绿素荧光参数变化特征与柳叶蕨有较明显的区别,而H2PO4-浓度胁迫下二者的差异性不大;Ca2+因子对薄叶双盖蕨叶绿素荧光参数的负效应显著大于H2PO4-浓度,且各胁迫水平的影响差异显著;培养液Ca2+浓度过高会使薄叶双盖蕨的Fo、Fv′/Fm′、Fv/Fm、ETR、qP、NPQ、P等叶绿素荧光参数显著降低。结论,石灰土环境中Ca2+浓度较高会影响和抑制薄叶双盖蕨捕获及转化光能用于光化学反应的相关能力,限制了薄叶双盖蕨在石灰土上的生存。     

高氯酸盐对空心莲子草生长及叶绿素荧光参数的影响

高氯酸盐是一种新型的持久性污染物,其对植物影响作用的研究国内外鲜见报道.以空心莲子草为实验材料,在水培及可控条件下,探讨不同浓度(1、5、20、100、500 mg/L)ClO4-对空心莲子草生长及生理的影响.结果表明,①不同浓度的ClO4-处理均不同程度地抑制根、茎、叶生物量及单株相对生长量,其中根生物量对照与各浓度处理之间均存在显著差异.处理40d后,各浓度(由低到高)处理的相对生长量分别为对照的61.6%、60.8%、53.1%、20.4%和3.3%;ClO4-处理下根、茎、叶生物量的变异系数大小依次为:叶>根>茎;ClO4-处理使根茎叶三者之间的生物量分配关系发生变化,使茎的生物量分配系数增大,而叶降低,其中100、500 mg/L ClO4-处理组与对照相比差异显著;②不同浓度的ClO4-处理均使空心莲子草幼叶出现明显的伤害症状,顶叶反卷、叶缘变黑、焦枯,受害程度随处理浓度及时间的增加而加重;③ClO4-处理使叶片SPAD值、Fv/Fm、F′v/F′m、ΦPSⅡ、ETR、ETRmax等荧光参数均出现不同程度的下降趋势,SPAD、ΦPSⅡ等荧光参数可以作为反映受ClO4-胁迫影响的内在敏感生理指标.以...     

对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻生长的影响

通过测定藻细胞密度和细胞体积,观察藻细胞形态,分析藻细胞内硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及丙二醛(MDA)含量等生理指标的变化,研究了对羟基苯甲酸对2种赤潮微藻-米氏凯伦藻和塔玛亚历山大藻生长的影响。结果表明,浓度1.6mmol/L时,对羟基苯甲酸能明显地抑制这两种微藻的生长。同时发现,添加对羟基苯甲酸的藻细胞运动能力降低,藻细胞体积减小,并出现空洞、破碎以及部分抱团现象。进一步研究发现,对羟基苯甲酸明显降低了塔玛亚历山大藻NR和SOD活性,但对POD活性无明显影响;其低浓度时能增大米氏凯伦藻NR、POD和SOD活性,高浓度时则明显降低此三种酶的活性;它显著提高了两种微藻细胞内的MDA含量。     

扰动强度对太湖水华微囊藻群体生长和叶绿素荧光的影响

风浪扰动在湖泊和水库中频繁发生,是影响湖泊生态系统的重要因素之一.为了解太湖风浪扰动对水华微囊藻群体生长的影响,并探究其影响机理,利用室内摇床试验,设置不同的扰动强度（0、50、100、200、400 r/min）来模拟太湖风浪扰动,扰动时间为24 h,并测定不同扰动强度下水华微囊藻群体生长和叶绿素荧光参数.结果表明,所有试验组中,100 r/min组的ρ（Chla）、微囊藻数量、F_v/F_m（潜在最大光合效率）、ETR_max（潜在最大光合速率）、I_k（半饱和光强）和α（光能利用效率）增加最快,试验结束时分别为扰动前的3.29、10.75、1.20、2.30、2.21和1.21倍;并且扰动结束后,100 r/min组中3~10细胞群体细胞数量占比由25.80%降至20.70%,显著低于对照组（P < 0.05）,而>10细胞群体细胞数量占比由0增至25.55%,显著高于对照组（P < 0.05）.方差分析表明,试验第7~11天,100 r/min组的ρ（Chla）、水华微囊藻数量、F_v/F_m、ETR_max和α显著高于对照组（P < 0.05）;第1~5天,400 r/min组的ρ（Chla）、ETR_max和I_k显著低于对照组（P < 0.05）.研究显示,适宜的扰动强度（100 r/min）促进水华微囊藻群体生长和光合活性,过高的扰动强度（400 r/min）则抑制水华微囊藻群体生长和光合活性.      

微量元素锰对威氏海链藻生长及叶绿素荧光的影响

微藻和高等植物的光系统Ⅱ中的放氧复合体(oxygen-evolving complex,OEC)是裂解水与释放氧气、质子和电子的部位,其中水裂解的反应中心由4个锰原子组成的锰族构成.叶绿素荧光诱导动力学分析技术是研究光合作用特征的有效方法,可以指示不同环境压力下光系统各构件的变化.利用该技术研究了锰添加(0~9 000 nmol·L~(-1)Mn)对威氏海链藻(Conticribra weissflogii)生长及叶绿素荧光特性的影响.结果表明,除最高浓度锰(9 000 nmol·L~(-1)Mn)外,其余浓度锰对威氏海链藻生长的影响均不显著;锰对威氏海链藻叶绿素荧光参数的影响与锰添加的浓度范围有关,且随培养时间的增加而增强:其中,较低浓度锰(90 nmol·L~(-1)Mn)对各叶绿素荧光参数都呈现了强影响效果.尽管锰可能不是威氏海链藻生长的限制因子,但是锰从两方面促进了其光合作用:(1)促进光系统Ⅱ供体侧OEC结构的完整性和从OEC到电子传递中间体Tyr之间的电子传递;(2)促进光系统Ⅱ受体侧的能量转化和QA之后的电子传递.研究还发现,光合作用中与能量转化相关的荧光参数和活性氧(reactive oxygen species,ROS)之间呈显著相关(P 0. 01),表明锰在威氏海链藻光合作用过程及ROS的产生中都扮演着重要角色.     

喷播基质中土壤菌施用对紫穗槐幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为了揭示喷播基质中土壤菌对植物的影响机制、筛选出优势土壤菌配置模式,以适应性极强的紫穗槐（Amorpha fruticosa）为试验材料,将筛选鉴定的3种土壤菌--细菌苏云金杆菌（nl11,专利号nl-11）、真菌卵形孢球托霉（nl15,专利号nl-15）和放线菌嗜热一氧化碳链霉菌（nl1,专利号nl-1）,配制成无菌（CK）、单菌（nl11、nl15、nl1）、两种菌混合（nl11+nl15、nl11+nl1、nl15+nl1）和3种菌混合（nl11+nl15+nl1）,共8种配置方式等比例混入基质中进行温室盆栽试验,分别观测其对紫穗槐幼苗的光合色素含量、光合特性以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与无菌苗相比,其他7种处理的紫穗槐幼苗w（Chlb）显著高于对照,除nl15+nl1和nl15+nl1+nl11外,其他处理的幼苗w（Chla）和w（Chl）均显著高于对照;除nl15+nl1处理外,其他处理的幼苗w（Car）显著高于对照.相比对照,nl11+nl15处理的幼苗净光合速率（P_n）显著提高123.5%,nl11处理的幼苗净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）和光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学量子产量（F_v/F_m）显著提高148.72%、156.21%和5.74%,nl15处理的幼苗PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）显著提高,nl11+nl15+nl1处理的幼苗净光合速率、光化学淬灭系数（qP）与电子传递速率（ETR）显著提高173.59%、12.58%和5.13%,nl1处理的紫穗槐幼苗初始荧光（F_o）与最大荧光（F_m）显著低于无菌幼苗10.05%和19.86%.通过土壤菌施用,显著促进了紫穗槐幼苗的光合色素的合成,提高气孔导度、水分利用效率、蒸腾速率和净光合速率,降低气孔限制值,增强了植株对有效光的利用,并且防止过剩光能对光合机构的进一步伤害,提高抗逆性和适应性,并以nl11、nl11+nl15和nl11+nl15+nl1这3种配置模式效果最为显著.      

湖泊基质客土改良的环境效应:对芦苇生长及光合荧光特性的影响

湖泊底质对根着水生植物生长发育有重要的影响,通过滨岸底质植生性改良、重建水生植被被认为是污染湖泊生态修复的重要手段.本研究模拟5种客土厚度对芦苇生长和叶绿素荧光参数的影响,结果表明,覆盖5 cm处理芦苇总生物量、株高、叶长和叶宽显著大于覆盖18 cm处理(P0.01),实验第120 d,地下/地上部生物量和细根/地下部生物量显著大于其他处理(P0.05).表明覆盖18 cm显著抑制芦苇生长,但对照组富营养底质可能对芦苇生长造成轻微胁迫,随覆盖厚度增大,显著降低芦苇的地下部/地上部生物量比值,芦苇优先生长地下部,特别是细根的生物量,以便从底质中吸收更多养分供植物生长.不同处理芦苇F_v/F_m、Yield、q P和q N变化差异不显著(P0.05),覆盖厚度越大,芦苇光合结构PSⅡ更易受到损坏,主要是通过较高的热耗散、降低叶片光合面积与叶片捕光色素含量来维持光合结构PSⅡ保持正常.就客土改良对芦苇生长与叶绿素荧光参数总体影响而言,覆盖2 cm和5 cm能有效改善基质Eh和营养条件,促进植物生长,其中覆盖2 cm处理能有效地提高芦苇光合利用效率(α)、相对电子传递速率(ETRmax)和半饱和光强(E_k),覆盖18 cm使得芦苇对冬季的低光抑制有更强的适应能力.     

四环素类抗生素对不同蔬菜生长的影响及其富集转运特征

本研究探讨了四环素类抗生素(TCs)对两种蔬菜生长的影响及其在蔬菜体内的富集和转运特征,以期为四环素类抗生素的植物毒性和对人体健康的风险评价提供理论基础.采用土培试验研究了不同水平(0、50和150 mg·kg-1)的四环素类抗生素(四环素TC、土霉素OTC、金霉素CTC)对生菜和小白菜生长、抗生素含量及其富集转运特征的影响.结果表明,TCs总体上抑制了生菜的生长,地上部和地下部鲜重分别较CK降低了1.56%~26.84%和17.36%~51.04%,小白菜地上部和地下部鲜重反而较对照提高了3.7%~7.3%和3.1%~82.2%.TCs在一定程度上增加了生菜和小白菜的气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),抑制了生菜的净光合速率(Pn),Pn在TCs为150 mg·kg-1时较CK降低了32.43%~82.43%.TCs还抑制了生菜和小白菜的SOD活性,较CK降低了29.17%~223.12%,以OTC的抑制作用最强.生菜和小白菜的MDA含量在TCs为150mg·kg-1时达到最大值(生菜地上部除外).小白菜地上部和地下部TCs的含量均高于生菜,以CTC处理的小白菜和生菜TCs含量较高.种植生菜的土壤TCs残留量高于小白菜土壤,以OTC处理的土壤TCs残留量最高.小白菜对TCs的富集系数和转运系数分别是生菜的1.07~7.35倍和1.15~2.25倍.3种四环素类抗生素中以OTC和CTC的生态风险较大.     

外源一氧化氮供体对镉胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢、光合作用和叶黄素循环的影响

为了探讨外源NO对镉胁迫下牧草生理响应的调节作用,采用溶液培养方法,以多年生黑麦草为试验材料,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对镉胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢、光合作用和叶黄素循环的影响.结果表明,150 μmol·L-1SNP能明显缓解100mg·L-1Cd2+对黑麦草幼苗生长的抑制作用,提高幼苗的生长速度.与单纯镉胁迫相比,外源150 μmol·L-1SNP显著抑制镉胁迫下黑麦草幼苗根系和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的下降和过氧化物酶(POD)活性的升高,促进过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽(GSH)含量的提高,降低抗坏血酸(ASA)、H2O2和丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子(O2-)产生速率.同时,外源SNP处理不仅降低了镉胁迫下黑麦草叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(φPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qp)、光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR)的下降及初始荧光(F0)的上升幅度,还提高了非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和叶绿素含量及叶黄素循环库(V+A+Z)的大小,使叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)升高.由此表明,外源NO可通过提高活性氧清除能力和增强依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散,保护由镉胁迫引起的黑麦草幼苗叶片光合机构的破坏,从而提高光合效率.