细胞分裂素类物质对镉胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响

采用水培试验,研究了镉胁迫下喷施细胞分裂素类物质6-苄氨基嘌呤(6-BA)和激动素(KT)对玉米幼苗生长、叶片叶绿素含量、脯氨酸含量、植株镉含量和活性氧清除酶活性的影响.结果表明,与单纯镉胁迫相比,喷施6-BA和KT提高了玉米幼苗的生物量、根和地上部镉含量、叶绿素和脯氨酸含量,降低了叶片丙二醛(MDA)含量,促进了叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高,但对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响不明显.说明细胞分裂素类物质6-BA和KT可缓解镉胁迫对玉米幼苗的伤害,其机制可能与细胞分裂素物质能维持叶绿素稳定、刺激细胞内H2O2清除酶类活性及促进脯氨酸积累有关.当6-BA浓度在0～20mg·L-1之间时,其对玉米幼苗镉胁迫的缓解效应随喷施浓度的提高而增强,而KT的最适喷施浓度为70mg·L-1.     

丁草胺对镉胁迫条件下水稻生长、镉积累及活性氧代谢的影响

以2个水稻品种(秀水110和秀水11)为材料,通过水培试验和土培试验研究了除草剂丁草胺对Cd2 胁迫条件下水稻植株生长、Cd2 积累和活性氧代谢的影响.研究结果表明.水培条件下,丁草胺浓度的增加显著地加剧了Cd2 胁迫条件下水稻生长抑制程度,进一步导致叶绿素含量显著下降,促进了2个品种水稻植株对Cd2 的吸收,引起水稻叶片的O-2产生速率、H202和MDA含量增加.且显著改变了SOD、CAT和G-POD活性;同条件下丁草胺浓度的增加使水稻叶片SOD/O-2、SOD/G-POD、SOD/CAT、CAT/H2O2和G-POD/H2O2的比值均发生了偏离;推测丁草胺加剧了水稻Cd2 胁迫时植株活性氧代谢不平衡过程.土培条件下,丁草胺对水稻糙米中Cd2 积累量也具有显著促进作用.     

镉胁迫对满江红-鱼腥藻共生体供氮能力的影响

在实验室条件下,以土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮及可溶性总氮含量变化为指标,研究了镉胁迫下满江红-鱼腥藻共生体对稻田供氮能力的影响.当土壤中镉浓度为0.3 mg·kg-1时,满江红-鱼腥藻共生体对镉的蓄积量较少,土壤中铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮及可溶性总氮含量与对照组无显著差异.当土壤中镉浓度≥1.0 mg·kg-1时,随土壤中镉浓度的增加和处理时间的推移,满江红-鱼腥藻共生体体内的镉含量逐渐增加,土壤中硝态氮、可溶性有机氮及可溶性总氮含量逐渐下降,而铵态氮含量先上升后下降.研究结果表明高浓度的镉胁迫导致满江红-鱼腥藻共生体对土壤的供氮能力显著下降.     

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.     

抗坏血酸存在条件下NO2-对玉米植株镉胁迫的缓解作用

植物所吸收的Cd通过与关键的代谢途径、蛋白质的羧基和硫巯基相互作用,或者通过诱导活性氧的迸发而对植物产生毒害作用.大多数植物甚至暴露于低浓度的Cd就会引起明显的中毒症状,因此,揭示缓解Cd胁迫/或提高重金属污染土壤上作物的生产力是一个刻不容缓的问题.植物中的气体多功能信号分子一氧化氮(NO)被证明广泛参与了植物对Cd胁迫的响应和调节,但由于受到成本等因素的限制,其在生产中的应用还不成熟.因此,本文以玉米为实验材料,系统地研究了酸性条件下由抗坏血酸(Vc)和亚硝酸盐(NO-2)反应所产生的NO对植株遭受Cd胁迫的缓解作用.结果表明,10 mmol·L-1的Vc和浓度为0、500、1000、1500、2000、3000、4000、5000μmol·L-1的NaNO2分别进行反应,其缓解Cd胁迫的作用呈先促进后抑制的现象,NaNO2最佳浓度为3000μmol·L-1.与对照相比,适度的Vc+NO-2预处理能够显著增加Cd胁迫下玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,相应地减少了活性氧过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O-·2)的积累,降低了膜脂的过氧化伤害.Vc+NO-2还能显著地缓解由Cd造成的叶片黄化现象,维持叶片叶绿素含量的相对稳定;能够在重金属胁迫下增强植物螯合重金属离子的能力,减缓重金属对植株生长发育和生理代谢的影响.由于具有价格低廉且来源方便的特点,Vc+NO-2来源的NO在大田作物抵抗Cd胁迫中具有潜在的应用价值.     

可控合成La（OH）3纳米球光催化去除NO及其催化性能机制研究

以KOH和La(NO3)3·6H2O为前驱体,柠檬酸为保护剂,采用一步水热法合成三维La(OH)3纳米球光催化剂.通过XRD、SEM、PL和UV-vis DRS等对样品进行结构表征.结果表明,柠檬酸的加入量对La(OH)3的形貌均匀性和催化活性均有较大影响.柠檬酸和La(NO3)3·6H2O的物质的量的比为2∶1时,得到的样品为形貌均匀的纳米球,光催化活性最佳且稳定性好.这是因为三维的纳米球结构更容易促进光生载流子的分离;此外,形貌均匀无团聚,增加了催化剂表面的活性位点,使反应过程中反应物和中间产物迅速扩散,从而光催化活性最高.在光催化过程中,羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O-2)是最主要的氧化物种.NO可以和产生的·OH和·O-2反应生成HNO2和HNO3,从而去除NO.本文研究结果充实了La(OH)3光催化材料的合成基础理论,探讨了La(OH)3光催化活性机理,为La(OH)3应用打开了新的视野.     

镉胁迫对小麦叶片细胞膜脂过氧化的影响

镉胁迫使植物体内活性氧自由基清除系统的功能降低,造成细胞内H₂O₂积累,抗坏血酸过氧化酶和谷胱甘肽还原酶活性下降,内源抗氧化剂抗坏血酸和谷胱甘肽含量减少,小麦叶片的组织自动氧化速率显著提高。细胞内丙二醛的积累表明,膜脂过氧化发生和膜系统受到损伤。推测小麦镉伤害过程中,活性氧自由基代谢失衡造成的膜脂过氧化起着重要作用。     

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。     

甲磺隆对沉水植物伊乐藻的生理生态效应研究

采用室内水培实验方法,研究不同浓度甲磺隆对伊乐藻生长的影响及其体内光合色素含量和3种抗氧化酶活性的变化.结果表明,甲磺隆可以刺激伊乐藻新芽萌发,但是对植株的生长具有明显的抑制作用.浓度≤5.mg/L的甲磺隆在实验初期可促进伊乐藻体内叶绿素含量的增加,随时间的延长,最终抑制叶绿素的合成,降低了植物体的光合作用能力.低浓度条件下, CAT及POD活性先升高后降低,而SOD活性持续升高.较高浓度和较长时间处理时,伊乐藻抗氧化酶系统活性下降.甲磺隆胁迫可以引起伊乐藻体内活性氧的产生和积累,诱导抗氧化酶活性,当胁迫超过一定强度时,抗氧化酶活性受到抑制,活性氧不能及时清除,从而对植物体形成氧化损伤,这可能是该类除草剂对水生植物的重要致毒机制之一.     

二氧化硫诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡效应研究

采用蚕豆叶面气孔保卫细胞,研究SO2衍生物(Na2SO3与NaHSO3混合液,3:1,mmol·L-1)对细胞的致死效应.结果表明,在浓度1～4mmol·L-1内,SO2衍生物暴露3h可使表皮保卫细胞活性降低,部分细胞死亡,并致胞内活性氧和Ca2+水平升高;随着处理浓度的提高细胞死亡率增高.一定浓度的抗坏血酸(AsA)或过氧化氢酶(CAT)与SO2衍生物共同作用时,胞内活性氧水平降低,细胞死亡率下降.Ca2+螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)或Ca2+通道抑制剂LaCl3与SO2衍生物共同作用时,胞内钙水平与细胞死亡率降低.LaCl3能降低H2O2诱导的细胞死亡率.研究结果表明,SO2致蚕豆保卫细胞死亡与胞内活性氧水平增高有关,活性氧能激活质膜Ca2+通道,使胞外Ca2+内流,造成胞内Ca2+浓度升高,介导细胞死亡;胁迫组气孔保卫细胞活性降低或死亡,将导致气孔运动失调.     

镉诱导满江红(Azolla imbricata)花色素苷的初步鉴定、抗氧化活性及其作用机理

为了研究镉诱导的满江红花色素苷的分子结构,分别用0.1 mg·L-1Cd、0.1%盐酸-甲醇溶液、XAD-7大孔树脂和葡聚糖凝胶SephadexLH-20柱对其进行诱导、提取、纯化和分离.经紫外可见光谱特性和HPLC图谱分析.初步确定此物质为木犀草定-5-葡萄糖苷.采用不同的体外实验方法评价了满江红花色素苷纯化前后的抗...     

碱活化过一硫酸盐降解水中环丙沙星

采用碱活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)对环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的去除进行了系统地研究.结果表明,碱活化PMS体系能够高效地去除CIP.通过自由基捕获实验确定了单线态氧(~1O_2)和超氧自由基(O_2~-·)是反应体系中的主要活性物种.NaOH浓度、PMS浓度、反应温度和共存阴离子等对CIP在碱活化PMS体系中的去除均有一定影响.随着NaOH和PMS浓度的增加,CIP的降解均呈现出先增加后降低的趋势.提高反应温度能够加大CIP的反应速率,经过阿伦尼乌斯方程拟合得到的反应活化能为5.09 k J·mol~(-1).不同的阴离子对CIP的去除呈现不同的影响:Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-对CIP的降解没有呈现明显的作用,H_2PO_4~(2-)能够有效地抑制环丙沙星的去除,而CO_3~(2-)极大地促进了反应进程.通过UPLC-MS/MS可检测到10种降解产物,CIP分子结构中的哌嗪环易于受到活性物种的攻击.     

零价铁-过硫酸盐体系同时去除水中酸性橙7和磷

采用零价铁(ZVI)活化过硫酸盐(PS)同时去除水中酸性橙7(AO7)和磷.ZVI-PS体系可以产生强氧化性的SO·-4和HO·,从而去除水中AO7.同时,ZVI最终转化为Fe3+,因此可以用来去除水中磷.结果表明,ZVI-PS体系在酸性条件下可以有效的同时去除水中AO7和磷.淬灭实验结果表明,硫酸根自由基(SO·-4)对AO7的降解起主要作用.水中共存的阴离子和腐植酸(HA)对AO7和磷的去除均有抑制作用,其对AO7和磷去除的抑制能力排序均为:HCO-3 NO-2 HA NO-3 Cl-.AO7和磷在超纯水中的去除率高于其他实际水体,但反应60 min后,实际水体中AO7和磷的去除率也分别高达80.31%～92.69%和87.54%～100%,因此,该体系对实际水体中AO7和磷的处理有潜在的应用价值.通过紫外-可见分光光谱和GC-MS分析说明,AO7经过偶氮键断键后的中间产物进一步氧化形成含苯环类物质.同时,TOC有所降低,说明部分AO7被矿化为CO2和H2O.     

Ce3+与Cu2+协同强化芬顿体系氧化苯酚的效能与机制研究

研究了Ce~(3+)与Cu~(2+)协同强化芬顿体系在不同初始条件下对水中苯酚的氧化效能与机制.结果表明,在p H适用范围的宽度和H_2O_2浓度变化方面,Ce~(3+)/Cu~(2+)/Fe~(2+)/H_2O_2体系比传统的芬顿体系更具有优势,该体系在p H=5.0、H_2O_2浓度为2.0mmol·L-1的条件下,仍可以对苯酚保持相对较高的氧化效能;Cu~(2+)可能会借助反应过程中的中间产物(醌类物质)生成Cu+,Cu+催化H_2O_2分解生成·OH,Ce~(3+)可能促进体系内醌类物质的形成,加快Fe~(3+)与Fe~(2+)的循环效能,在一定程度上提高了芬顿体系中H_2O_2分解生成·OH的速率,说明Cu~(2+)与Ce~(3+)对芬顿体系的强化作用具有协同性;自由基终止剂依然可以抑制Ce~(3+)、Cu~(2+)强化的芬顿体系对苯酚的降解,由此说明体系中起到氧化作用的活性物种仍然是羟基自由基(·OH).     

Photocatalytic degradation kinetics and mechanism of pentachlorophenol based on superoxide radicals

Pentachlorophenol could be photocatalytically reduced with superoxide radicals in aqueous solution under simulated sunlight irradiation.     

纳米Fe3O4/H2O2降解诺氟沙星

采用纳米Fe3O4催化H2O2氧化降解水环境中的诺氟沙星.考察了溶液酸度、温度、催化剂和H2O2浓度对诺氟沙星降解的影响,对比不同底物在Fe3O4/H2O2体系中的降解情况,并进一步探讨了其反应机制.结果表明,溶液酸度显著影响诺氟沙星的降解率,在酸性条件下（pH=3.5）诺氟沙星的降解效率最高.诺氟沙星的降解率随纳米F...     

催化臭氧氧化过程中溴酸盐的生成机制研究

以黄河下游某水厂滤后水为目标物,选择了9种催化剂,在间歇反应装置中研究了单独臭氧和催化臭氧氧化过程中溴酸盐（BrO 3-）的生成情况,结果表明,在催化臭氧氧化过程中,NiO、CuO、Fe3O4、Al2O3加入使BrO 3-质量分数分别降低34.0%、32.8%、29.2%、20.8%.选取Fe3 O4作为催化剂研究催化...     

赤铁矿光助类Fenton降解有毒有机污染物

可见光照射下(λ>420 nm)采用天然赤铁矿为催化剂降解罗丹明B(rhodamine B,RhB)和无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,DCP),探讨了溶液pH、催化剂用量、溶液中溶铁量对降解反应的影响,通过紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、苯甲酸荧光光度法以及COD等跟踪降解过程,并对反应机制做了初步探讨.结果表明,Cata/RhB/H2O2/vis体系能有效地降解RhB,降解最佳条件为:催化剂用量0.6 g.L-1、pH为3.0、H2O2浓度1.5×10-3mol.L-1,反应180 min可完全脱色,且溶铁对催化体系的贡献较小;对2,4-DCP的降解,24 h后,降解率达56%.且该催化剂具有良好的稳定性,循环使用6次,催化剂活性无明显变化.苯甲酸荧光光度法检测到反应体系中产生了高活性氧化物种.OH,反应机制主要是.OH的异相类Fenton过程.     

碳负载富氧空位的NiCo2O4用于电催化还原硝酸盐

水体中硝酸盐是一种广泛存在的污染物,因此,开发用于水中硝酸盐还原的高效电催化剂受到广泛关注.采用溶胶-凝胶法耦合硼氢化钠还原法制备了碳负载富氧空位的NiCo₂O_4-x/C电催化剂,并研究其去除硝酸盐的性能.结果发现,在该体系中,耦合导电碳载体可改善半导体型电催化剂导电性,构建氧空位可促使原子H^*生成,最终实现硝酸盐高效还原.NiCo₂O_4-x/C阴极在电流密度为20 mA·cm^-2、pH=7的条件下,可于3 h内去除水中94.8%的NO₃^--N,相较于NiCo₂O₄及NiCo₂O₄/C阴极,NO₃^--N去除率分别提高了36.6%和12.2%.此外,NiCo₂O_4-x/C阴极在连续5次还原硝酸盐过程中性能并未有明显变化.结合掩蔽实验和电子顺磁共振波谱分析证实,NiCo₂O_4-x/C阴极除了可通过直接电子还原硝酸盐外,还可以通过生成原子H^*间接还原硝酸盐.通过对实际废水处理进一步验证其转化硝酸盐的性能,研究表明,NiCo₂O_4-x/C阴极可有效去除焦化废水生物出水中硝酸盐.