柳树幼苗渗透调节物质对中、碱性钠盐响应的差异性

世界土壤盐渍化问题日益严重.中国拥有面积广大的盐碱地,它严重地制约着中国农业的可持续发展.中国北方内陆盐碱地土壤含有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3 多种盐分,类型复杂多样.柳树是我国重要的造林绿化和水土保持乡土树种,对改良盐碱地美化生态环境具有重要作用,因此研究柳树耐碱性及其适应盐碱生理差异性具有重要意义.以盐柳1号（Salix psammophila）为试验材料,分别以中性盐NaCl 和Na2SO4、碱性盐NaHCO3 和Na2CO3 混合模拟盐、碱胁迫（两者物质的量比均为9∶1）,各设计了5 个梯度处理,总共胁迫14 d 后,研究盐与碱胁迫下柳树幼苗叶片含水量、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的变化情况.结果表明：随着盐浓度的升高柳树叶片中的含水量呈减少趋势,在碱性盐胁迫下叶片含水量下降趋势更大,盐浓度达到200 mmol·L^-1 时,叶片含水量达到最低为23.8%,仅为对照的32%（P〈0.01）达到极显著性差异,并且相比于中性盐在碱性盐胁迫下叶片损失水分更多.同样在碱性盐胁迫情况下随着盐浓度升高,柳树叶片中的三种渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均增加,其中,碱性盐浓度达到200 mmol·L^-1 时植物叶片中脯氨酸质量分数为100.38 μg·g^-1 达到最大值为对照的3.18 倍（P〈0.01）达到极显著性差异,为同浓度中性盐胁迫下的1.57 倍（P〈0.05）.当碱性盐浓度达到150 mmol·L^-1 时,柳树叶片可溶性糖质量分数是2.4 mg·g^-1 为对照的1.86 倍（P〈0.05）达到显著性差异水平,为同等浓度中性盐胁迫下的1.69 倍（P〈0.05）,叶片可溶性蛋白质量分数为7.84 mg·g-1 为对照的1.67 倍（P〈0.05）差异显著,为同等浓度中性盐胁迫下的1.56 倍（P〈0.05）.综上所述,从渗透胁迫角度分析,碱性盐胁迫比中性盐胁迫是两种不同性质的胁迫,并且碱胁迫对柳树造成的危害损伤更大.     

盐雾胁迫对榄仁幼苗生长及体内矿质元素分布的影响

在温室培养条件下,用叶片喷雾的方式对盐生植物榄仁（Terminalia catappa）的幼苗进行NaCl胁迫处理,研究了盐雾胁迫对其生长、5种矿质元素（Ca2＋、Mg2＋、Na＋、K＋、Cl-）和灰分在幼苗不同叶龄叶片和叶片各部分分布的影响,以探讨盐雾胁迫下的盐害机理,以此指导实际工作中盐害诊断与预防措施,为筛选耐盐树种建设沿海防护林提供依据。结果表明：盐雾胁迫下榄仁幼苗的叶、茎、根生长比对照组缓慢,K＋在各叶片分区的分布差别较小,Ca2＋、Mg2＋、灰分在叶片中心区分布较多,Na＋和Cl-均向叶缘集中,且Na＋和Cl-质量分数显著增加（P〈0-05）,可见盐雾胁迫下榄仁幼苗叶片盐分较易集中在叶尖、叶缘,这与叶片病斑多分布于叶尖、叶缘的症状相符。盐雾胁迫下榄仁幼苗叶片的灰分质量分数在叶片中心区分布最多,并呈现老叶〉成叶〉新叶,而且随胁迫时间增加呈升高趋势,叶片不同部位和不同叶龄的灰分质量分数都显著高于对照组（P〈0-05）,故盐雾胁迫促进植物体灰分积累。盐雾胁迫下榄仁幼苗的 K＋、Na＋、Cl-在新叶分布最多,Ca2＋在老叶分布最多,Mg2-在成熟叶分布最多,可见新叶对盐雾胁迫最敏感。不论是在叶片不同部分、不同叶龄的分布,还是在盐雾胁迫下5种矿质元素质量分数的变化上,榄仁幼苗体内的Na＋-Cl-存在极显著强正相关（P〈0.01）。     

冷冻胁迫对芦荟叶肉细胞原生质体中Ca2+、Na+分布的影响

低温和冻害是造成巨大农业损失和植物死亡的主要逆境因子。为揭示冷冻胁迫对植物细胞中离子分布的影响,选择芦荟细胞原生质体为受试材料,使用离子选择性微电极检测了经冷冻处理后的芦荟原生质体在低渗液中破裂时产生的Ca~(2+)浓度脉冲信号,并同时检测Na~+浓度脉冲信号作为对比。研究了冷冻温度、解冻时间和ZnO NPs处理等因素对冷冻胁迫下芦荟原生质体中Ca~(2+)分布的影响。结果表明,与未经冷冻处理的原生质体相对比,经过冷冻处理的原生质体破裂后,其Ca~(2+)脉冲信号前沿处发生明显的"凹陷",这说明,原生质体中Ca~(2+)分布出现分层现象,靠近细胞中心浓度较高而细胞膜附近浓度较低。这一分层现象在温度为-7℃时开始出现,原生质体解冻5 h后仍未消失。经过ZnO NPs预处理后再进行冷冻的原生质体,其Ca~(2+)脉冲凹陷深度明显减小。而当用ZnO NPs处理解冻后的原生质体时,其Ca~(2+)分层现象消失。冷冻胁迫下芦荟原生质体内Ca~(2+)分布发生显著变化,表明原生质体内Ca~(2+)分布变化与其抗寒反应存在一定关系。与Ca~(2+)相反,Na~+的分布几乎不受冷冻因素的影响。ZnO NPs处理对冷冻芦荟原生质体中Ca~(2+)浓度分布分层有明显的缓解作用,表明一定浓度范围的ZnO NPs在缓解冷冻造成的Ca~(2+)流动性下降,维持细胞Ca~(2+)分布的调控能力方面,具有一定的积极影响。     

纳米塑料和砷对斑马鱼的联合毒性

以斑马鱼为供试生物,采用半静态实验法,将其分别暴露于5mg/L聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs),1、10和100μg/L砷(As)单一及其复合污染中7d,探讨PS-NPs影响下As在斑马鱼肝脏、肠道、鳃和肌肉组织中的积累,肝脏和鳃中PS-NPs的荧光强度和应激响应.结果表明:PS-NPs能在斑马鱼的肝脏和鳃中富集,且促进As在斑马鱼各组织中的积累.在5mg/L PS-NPs和100μg/L As复合污染下,肝脏、鳃、肠道和肌肉组织的As含量较As单一暴露时分别上升了35.18%、147.33%、163.12%和66.96%. PS-NPs和As的共同暴露导致肝脏的GST和GPx活性增加, MDA含量减少,氧化胁迫减弱.而鳃的GSH含量和GST活性减少,MDA含量增加,氧化胁迫增强.高浓度(100μg/L)As叠加PS-NPs后,鳃中AChE活性显著降低.相比单一As胁迫,混合暴露导致肝脏和鳃中gpx, Mn-sod, Cu/Zn-sod和ache表达量下降, PS-NPs的存在能降低As对斑马鱼氧化应激和神经毒性相关基因的诱导表达量.     

3种藜科植物对复合重金属污染的生理响应

为探究藜科植物在重金属胁迫下的生理响应以及其耐受性,以藜科荒漠植物四翅滨藜(Atriplex canescens (Pursh) Nutt)、盐爪爪(Kalidium foliatum (Pall) Moq)和碱蓬(Suaeda glauca (Bunge) Bunge)为研究对象,采用盆栽试验,通过设置不同的土质背景(EG0,EG1和EG2),测定植物的生理生化指标,并运用灰色关联度分析、主成分分析、隶属函数方法综合评价3种藜科植物对重金属的耐受性。结果表明:EG1处理造成3种植物的丙二醛和可溶性蛋白含量上升,游离脯氨酸含量下降;过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性均显著降低;过氧化物酶活性出现了不同程度的增强,但经EG2处理后的四翅滨藜的过氧化物酶活性显著降低。主成分分析法在8个生理指标中筛选出3个主成分,他们分别是MDA因子、Pro因子和SOD因子。相关分析结果表明还原型谷胱甘肽含量与过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性表现为正相关关系,还原型谷胱甘肽与过氧化氢酶的相关系数为0.024,与超氧化物歧化酶的相关系数为0.183,超氧化物歧化酶与过氧化氢酶相关系数为0.203。灰色关联度、主成分分析和隶属函数综合评价得出3种藜科植物的重金属耐受性为四翅滨藜盐爪爪碱蓬。     

地表臭氧污染与其他环境因子复合胁迫对中国城市森林的影响研究进展

地表臭氧污染（O₃）和气候变化加剧成为当今威胁城市森林可持续发展的关键环境要素.目前对于O₃单一因子对城市树木的影响研究已很难用于准确评估自然城市环境条件下由多种环境因子交互作用而产生的复杂生态效应.本文综述了O₃与二氧化碳（CO₂）、干旱、氮（N）沉降和升温的两两交互以及三因子交互作用对中国城市树木生理生化和生长的影响,探讨了O₃与其他环境因子对树木的交互作用机制过程.CO₂升高在光合代谢、抗氧化系统以及生长发育等方面能一定程度缓解O₃升高对树木的负效应.O₃和干旱的交互影响存在复杂的作用过程,可能协同加重植物损伤,也可能拮抗减轻植物伤害,或者无交互效应.O₃和N沉降对树木无交互效应.增温和O₃对树木存在显著的交互作用,增温减缓了O₃对树木生长和光合作用的不利影响.最后,还提出了未来研究的发展方向,为我国应对未来气候变化和空气污染下的城市森林管理及可持续发展提供科学指导.     

微囊藻毒素诱导细胞氧化胁迫的研究进展(Progress in Oxidative Stress on Cell Induced by Microcystin)

微囊藻毒素对生物机体具有强烈的毒性.近几年的研究表明,微囊藻毒素能够诱导细胞产生氧化胁迫,这可能是微囊藻毒素的致毒机理的一个重要方面.在总结国内外相关研究基础上,论文从微囊藻毒素诱导细胞氧化损伤以及影响其抗氧化防御系统两个方面综述了微囊藻毒素诱导细胞氧化应激的研究进展.     

U(Ⅵ)胁迫下碎米莎草体内抗氧化系统响应特征

采用水培方式研究了铀尾矿库土著优势植物——碎米莎草不同生长期各部位在不同质量浓度铀〔U(Ⅵ),记为U〕溶液胁迫下w(SP)(SP为可溶性蛋白)、C_MDA(丙二醛含量)以及SOD(superoxide dismutase,超氧化物歧化酶)、POD(peroxidase,过氧化物酶)、CAT(catalase,过氧化氢酶)、ATPase(三磷酸腺苷酶)活性的变化. 结果表明,ρ(U)≤250 mg/L时,碎米莎草各部位SOD、POD、CAT活性在整个生长阶段均受到显著诱导(P＜0.05),而C_MDA、ATPase活性与对照组相比无显著差异(P＞0.05);ρ(U)≥750 mg/L时,SOD、POD和CAT活性与对照组相比显著降低(P＜0.05);ρ(U)达到1 000 mg/L以上时,与对照组相比,降低趋势更显著(P＜0.01),而ATPase活性受到显著诱导(P＜0.05),C_MDA在幼苗期显著增加(P＜0.05),膜脂过氧化损伤程度严重. 表明碎米莎草对铀胁迫的生理响应中,以根系SOD、C_MDA的响应最为敏感.      

铜绿微囊藻高温胁迫后的生长补偿效应

为探究藻类受高温胁迫后的恢复生长情况,以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,设置了40 ℃高温组及25 ℃对照组,分别处理3、6和12 d后转入25 ℃进行恢复培养30 d,测定生长过程中的细胞密度以及Chla(叶绿素a)、CAR(类胡萝卜素)、Pro(可溶性蛋白)、Sug(可溶性糖)和丙二醛的含量. 结果表明:40 ℃高温下铜绿微囊藻的生长受到显著抑制,胁迫至第12天时,细胞密度、ρ(Chla)和ρ(CAR)分别比对照组降低了81.08%、97.89%和90.31%. 解除胁迫后,40 ℃处理3 d组呈现一定的超补偿,细胞密度、ρ(Chla)和ρ(CAR)在恢复培养30 d的平均补偿指数分别为1.63、0.90和2.12;40 ℃处理6和12 d组呈现低补偿,恢复培养至第30天时,ρ(Pro)分别比对照组降低了14.86%和48.75%,ρ(Sug)分别比对照组降低了18.77%和53.73%. 胁迫时间越长,丙二醛含量越高,长时间(12 d)的高温胁迫会对细胞造成永久伤害. 采用Logistic方程拟合生长曲线,40 ℃处理6 d组在恢复培养24 d后出现明显的超补偿,细胞密度增大,预计39 d后超过40 ℃处理3 d组. 高温诱发超补偿生长与自然界中藻类暴发的过程具有密切关系,这种内源性因素及藻体生理特征的变化可为湖泊水华发生的理论研究提供依据.      

菲-Cd单一与联合作用对毛蚶的氧化胁迫及损伤

采用静态染毒实验研究了菲和Cd2+单一作用与联合作用下胁迫9 d和清洁海水恢复过程中毛蚶体内超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,在本实验的染毒条件下,毛蚶体内SOD和CAT活力呈现被诱导的趋势,MDA含量水平低于对照组。高浓度(菲50g/L,Cd 500g/L)比低浓度(菲10g/L,Cd 100g/L)的作用明显。菲对毛蚶的氧化胁迫作用大于Cd2+的作用,菲和Cd2+联合作用对毛蚶的氧化胁迫大于菲和Cd2+的单独作用。这两种污染物对毛蚶的氧化胁迫在消除污染后可以逐渐恢复,其中,Cd2+低浓度组(100g/L)在进行清水恢复后,SOD和CAT活力与对照组无显著性差异,说明毛蚶具有较好的抗氧化胁迫性和自我恢复能力。