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.     

槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫下内生真菌对木麻黄幼苗根系形态和生理特性的影响北大核心CSCD

采用水培方式研究不同浓度化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷（Q3A）胁迫对感染（EI）和未感染（EF）内生真菌的木麻黄幼苗根系形态和生理特性的影响.结果显示：不同浓度Q3A胁迫下,感染内生真菌能够有限缓解化感物质的胁迫,在中轻度胁迫（50、25、12.5 mg/L）下有明显的效果,表现在与木麻黄EF相比,木麻黄EI根系生物量、根系总长、根表面积显著增加;根系活力显著提升,根系渗透调节物质除可溶性蛋白含量显著增加外,可溶性糖、游离脯氨酸含量显著降低;根系抗氧化系统除谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、还原型抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量均能显著增强;过氧化氢（H2O2）、羟自由基（OH·）含量、超氧阴离子（O2^-）产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量也显著降低;内生真菌缓解化感物质胁迫的有效浓度与木麻黄根系能够耐受的化感物质胁迫浓度存在一定相似性.上述研究表明内生真菌能在一定条件下缓解不同浓度化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫对木麻黄幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,提升木麻黄根系的抗逆性,在木麻黄根系适应化感胁迫的调节中起关键作用.     

二甲苯、蒽、苯并[α]芘对虾夷扇贝幼贝血清SOD、CAT活性的影响

以虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)为受试生物,设置3种不同浓度的二甲苯、蒽、苯并[α]芘处理健康的虾夷扇贝,检测血清中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性变化情况,结果发现:0.01~1.0 mg·L~(-1)的二甲苯、0.002~0.2 mg·L~(-1)的蒽、0.001~0.1 mg·L~(-1)的苯并[α]芘处理6、12 h后,虾夷扇贝血清SOD活性升高,处理12 h后对血清SOD活性诱导率均高于处理6 h的;处理6 h后,血清CAT活性降低,而处理12 h后,血清CAT活性升高;具有显著的剂量-效应关系和时效关系,表明二甲苯、蒽、苯并[α]芘对虾夷扇贝具有氧化胁迫作用,可能导致其氧化损伤。相关性分析发现,3种污染物处理6 h后,血清SOD活性与CAT活性变化呈显著负相关;而处理12 h后,血清SOD活性与CAT活性变化呈显著正相关。上述结果为开展二甲苯、蒽、苯并[α]芘对海洋贝类毒性评价提供基础数据。     

代谢组学技术在环境毒理学研究中的应用

代谢组学作为系统生物学的一部分,通过考察机体受刺激后体液或组织中内源性代谢物的动态变化规律,并结合生物信息统计方法,可系统全面地揭示内因和外因作用于机体的毒性效应和机制。代谢组学技术具有快速、灵敏度高、选择性强的特点,逐渐在低剂量环境污染物长期暴露的毒性效应评估方面发挥出优势。本文综述了代谢组学技术的主要研究手段,在毒理学研究中的发展历程和优点,以及在环境毒理学研究中的应用及前景展望。重点讨论了代谢组学技术在重金属和持久性有机污染物(POPs)毒性评估以及环境胁迫耐受性评价中的应用。     

成团泛菌(Pantoea agglomerans)对镉胁迫下蒌蒿耐受性的影响

为探讨功能微生物对镉(Cd)胁迫下蒌蒿耐受性的影响,以成团泛菌(Pantoea agglomerans)J2为对象,通过盆栽试验,研究不同Cd处理水平下J2菌对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运与根际微生态的影响。结果表明:J2菌可显著促进蒌蒿株高、地上部干重、地下部干重、总生物量及根冠比的增加。在J2菌的作用下,蒌蒿叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加,丙二醛(MDA)含量明显减少。J2菌可显著促进蒌蒿对Cd的富集转运,蒌蒿地上部、地下部与总Cd含量均显著增加,地上部生物富集系数(BCF)明显大于地下部,转运系数(TF)相比于对照增加了7.5%~37.4%。J2菌可显著增加蒌蒿根际土壤细菌、放线菌数量及微生物总量,明显减少真菌数量。研究表明成团泛菌J2对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运与根际微生态可产生积极影响,在一定程度上可提高蒌蒿植株对Cd的耐受性。     

酸雨胁迫下铈、镧对萝卜保护酶系统影响的比较

溶液培养条件下,研究了酸雨胁迫条件下萝卜(Raphanus sativusL.,一点红)保护酶系统的响应及稀土元素镧、铈的防护作用,并就镧、铈的防护作用进行了比较。结果显示:酸雨导致萝卜保护酶系统的SOD、CAT、POD酶活性总体水平发生变化,SOD、POD活性增强,CAT活性减弱。w(La)=30mg·kg-1、w(Ce)=40mg·kg-1的施用降低了SOD、POD活性水平,增强了CAT活性,减弱了由于酸雨胁迫对萝卜幼苗保护酶系统所造成的影响,且镧的总体防护效应优于铈。这表明,适宜种类、适当剂量的稀土可以诱导植物抗逆性,促进其生长,降低酸雨胁迫损伤。     

镉胁迫下柳树5个无性系生理特性的变化

柳树(Salix)以其自己特有的生物学特性,对环境Cd污染具有一定的吸收蓄积能力.以5个金丝柳无性系为材料,用盆栽方法研究了镉胁迫对柳树生理特性的影响,以主成分分析法分析7个生理指标的重要性,并以隶属函数法评价了金丝柳5个无性系镉耐性的强弱.研究结果表明,在10～150 mg.kg-1镉胁迫范围内,金丝柳5个无性系生理变化程度不同,但变化规律基本一致.在Cd胁迫下,金丝柳各无性系植株生长受到抑制;叶绿素质量分数降低;叶片细胞膜透性和游离脯氨酸积累量增加,丙二醛和可溶性蛋白质量分数降低.主成分分析表明本试验中选取的5个成分在评价柳树Cd耐性方面有重要作用,它们分别是地径生长率、叶绿素质量分数、MDA质量分数、脯氨酸质量分数和可溶性蛋白质量分数.用隶属函数法以评定金丝柳5个无性系Cd耐性的强弱顺序为4号＞6号＞5号＞7号＞2号.     

低氧胁迫下钙调素拮抗剂对黄瓜幼苗根系多胺含量和呼吸代谢的影响

采用营养液栽培,研究了根际低氧胁迫下三氟拉嗪(TFP)对两个耐低氧能力不同的黄瓜品种幼苗根系中多胺含量和呼吸代谢的影响.结果表明,单纯低氧下,黄瓜幼苗根系中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量显著增加,琥珀酸脱氢酶(SDH)活性显著降低,乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)活性显著提高,乙醇和乳酸含量相应增加;与耐低氧能力较弱的"中农8号"相比,耐低氧能力较强的"绿霸春4号"幼苗根系ADH活性增加幅度和乙醇含量较高,LDH活性增加幅度、SDH活性降低幅度和乳酸含量较低;与单纯低氧胁迫相比,添加TFP处理能显著降低黄瓜幼苗根系中Spd和Spm含量,增加Put含量,同时,根系中SDH和ADH活性降低,LDH活性增加,乳酸含量升高,植株根系生长受到严重抑制,并且对耐低氧性较强的"绿霸春4号"幼苗伤害程度更加明显.表明在低氧胁迫下,Ca2 、CaM参与了黄瓜幼苗根系多胺及呼吸代谢过程,TFP处理抑制了Ca2 .CaM信使功能,从而降低了黄瓜植株耐低氧的能力.表5参25     

分形理论在松嫩平原西部生态环境胁迫研究中的应用

以松嫩平原西部为例,在构建生态环境胁迫评价指标体系的基础上,运用分形理论对生态环境胁迫进行量化研究.结果表明,1989-2004年15 a间,除松原市和扶余县以外,其他县市生态环境胁迫系数都呈增大趋势,特别是大安市、长岭县、乾安县等地胁迫系数较大.采用相对指标法,运用GIS-EIS集成技术,对松嫩平原西部生态环境胁迫度进行分级.最后,分析了影响生态环境胁迫变化的驱动因子,并提出减缓生态环境胁迫的措施.     

链格孢菌对白车轴草抗旱性的影响

在盆栽自然水分干旱胁迫条件下,研究了接种链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)抗旱性相关的生理生化指标的影响,结果表明:接种组与对照组叶片的电导率(EC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量均与干旱处理时间呈显著正相关,而叶片相对含水量(RWC)、抗坏血酸(ASA)含量与处理时间呈显著负相关。链格孢菌的侵染能促进干旱胁迫下白车轴草叶片EC和MDA含量的增加,延缓Pro的积累,加速叶片RWC和ASA含量的降低。到达干旱处理的第6天,接种组的EC、MDA含量分别比对照高20.06%、68.79%(p<0.05),而RWC、Pro含量和ASA含量分别比对照低7.03%、25.3%、77.43%(p<0.05)。此外,接种组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均于处理的第4天开始显著低于对照;过氧化氢酶(CAT)活性也于处理的第6天下降并显著低于对照,为对照的79.79%(p<0.01)。表明链格孢菌会降低干旱胁迫下白车轴草的渗透调节能力和保护酶的活性,加剧活性氧的积累和膜脂过氧化程度,使白车轴草的抗旱性降低。