Ni胁迫对不同基因型谷子幼苗生长及氮素代谢的影响

采用盆栽土培法,研究了不同浓度Ni2+(0、25、50、100、150、200 mg/kg)对4种基因型谷子(13-36、B-7、晋谷51号、晋谷52号)幼苗生长,Ni2+富集与转运能力,叶片中硝态氮、氨态氮、可溶性蛋白质、脯氨酸含量及氮代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性的影响。结果表明:Ni2+胁迫下,4种基因型谷子幼苗的根长、苗长、生物量随Ni2+浓度增加逐渐降低,体内Ni2+含量逐渐增加,与对照组差异显著(P<0.05)。在所试浓度范围内,4种基因型谷子幼苗叶片中的硝态氮含量、NR、GS、GOGAT活性表现为低浓度(25—50mg/kg)增高和高浓度(50—200 mg/kg)降低,而GDH活性在Ni2+浓度为100mg/kg以上时下降,氨态氮含量在50—150 mg/kg处理组中为对照的1.14—3.02倍。不同浓度Ni2+处理后,4种基因型谷子幼苗叶片中的脯氨酸含量均有不同程度的提高,而可溶性蛋白质含量呈明显下降趋势。实验结果证明,Ni2+胁迫抑制了谷子幼苗对硝态氮的吸收,降低了叶片中NR、GS、GOGAT活性,影响了氨的同化作用,使谷子幼苗的氮素代谢发生紊乱,不同基因型谷子对Ni2+胁迫的毒性效应存在差异。4种基因型谷子对Ni2+的耐性顺序为13-36>B-7>晋谷51>晋谷52。

Pb、Ni胁迫对大羽藓抗氧化酶系统的影响

研究了Pb、Ni单一及复合胁迫下大羽藓细胞活性氧自由基的累积与清除、光合系统和膜系统的受损情况及其抗氧化酶系统的变化.结果表明:在较低胁迫浓度(Pb<0.1mmol.L-1,Ni<0.01mmol·L-1)下,大羽藓叶绿素含量具有应激效应,在较高胁迫浓度(Pb>0.1mmol·L-1,Ni>0.01mmol·L-1)下则具有抑制效应;随Pb-Ni复合胁迫浓度的增加,苔藓活性氧自由基和丙二醛的累积量逐渐增大;大羽藓超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低,过氧化物酶活性增加,过氧化物酶在清除Pb、Ni胁迫产生的活性氧自由基的过程中起着重要作用.大羽藓丙二醛含量和过氧化氢酶活性对Pb、Ni胁迫具有浓度依赖性,可以将其作为监测该类重金属污染的生物标志物.

Ni^(2+)胁迫对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和集胞藻(Synechocystis sp.)的生长和光合色素的影响

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究重金属胁迫下蓝藻光合色素的变化和响应,有助于揭示其受害机理.在实验室无菌纯培养条件下,研究了不同浓度Ni2+处理下铜绿微囊藻和集胞藻的生物量和光合色素随时间的变化趋势.结果表明:浓度为5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+对M.aerugonisa的生长有抑制作用,随着处理剂量的增加和处理时间的延长,抑制作用愈加显著;在短时间(24h)内,Ni2+对Synechocystissp.的生长没有显著影响,随胁迫时间延长呈现出抑制作用;Ni2+处理M.aerugonisa至24h及Synechocystis sp.至48h时,藻细胞光吸收能力整体上受到明显抑制;5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+胁迫下,M.aerugonisa和Synechocystis sp.的叶绿素a含量随胁迫时间延长而降低;在叶绿素a(Chla)、藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(APC)三种光合色素中,藻蓝蛋白(PC)对Ni2+胁迫最为敏感,是Ni2+伤害蓝藻的重要作用位点.Ni2+对M.aerugonisa的抑制作用比Synechocystis sp.更明显.

Ni、Pb、Cd复合胁迫对匍灯藓生理特性的影响

以匍灯藓(Plagiomnium cuspidatum(Hedw.)T.Kop.)为材料,通过土培法探究Ni、Pb、Cd胁迫对苔藓光合系统、抗氧化系统的影响。结果表明:(1)随着处理重金属浓度的增加,匍灯藓叶绿素含量显著性下降(p<0.05),并且苔藓对Ni+Pb和Pb+Cd处理更为敏感。(2)在不同重金属处理下,AsA含量的增加趋势是Ni+Pb>Ni>Ni+Pb+Cd>Cd+Ni>Pb>Pb+Cd>Cd。(3)Ni、Pb、Cd单种元素处理和Ni+Pb处理的苔藓SOD活性,在低浓度下升高,在高浓度下降低;其余处理方式下SOD活性呈下降趋势,下降速率较快的是Ni+Pb+Cd和Cd+Ni处理。POD和CAT活性均随着胁迫浓度的增加而下降;当处理方式为Ni+Pb+Cd且浓度为160mmol/L时,POD活性最低,比对照组下降了98.39%;CAT活性在Ni+Pb处理时下降速率最快。PPO活性仅在Ni+Pb+Cd处理时出现高浓度抑制现象;其余相对于对照组都增加,而且2种元素处理的增加量明显大于单种元素处理。匍灯藓的抗氧化体系中对Ni、Pb、Cd复合处理的抵抗起关键作用的是AsA和PPO,可作为藓类植物受Ni、Pb、Cd复合胁迫的敏感生理指标。

镍胁迫对菹草(Potamogeton crispus L．)活性氧及脯氨酸代谢的影响

本文以组织培养技术培养的菹草无菌苗为实验材料,研究了不同浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)Ni2+胁迫对菹草过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(O2.-)和丙二醛(MDA)的含量、抗氧化系统、脯氨酸代谢途径的影响.结果显示:(1)Ni2+胁迫影响了活性氧水平,主要表现为H2O2和O2.-的大量积累;MDA含量也随着Ni2+浓度的升高呈上升趋势;(2)随着Ni2+浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及还原型谷胱甘肽(GSH)、非蛋白巯基(NP-SH)含量均表现为先升后降趋势;抗坏血酸(AsA)含量变化不明显;植物络合素(PCs)则表现为上升趋势;(3)脯氨酸代谢关键酶在Ni2+胁迫下表现为:鸟氨酸转氨酶(OAT)活性在0～0.10 mmol/L Ni2+胁迫下高于对照组;吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性在Ni2+大于0.10 mmol/L时,显著增加;脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性无显著变化;脯氨酸(Pro)含量则均显著高于对照组.以上结果表明,Ni2+胁迫提高了活性氧的水平,加重了膜脂过氧化的程度,干扰了抗氧化系统的内在平衡;此外,低浓度Ni2+胁迫下菹草脯氨酸积量主要依赖于鸟氨酸途径,而高浓度下则主要依靠谷氨酸途径.

镍胁迫对7种旱生植物种子萌发及幼苗生长的影响

研究不同浓度Ni2+胁迫对梭梭、花棒、红砂、白沙蒿、盐生草、五星蒿和虫实7种旱生植物种子萌发及其幼苗生长状况的影响。结果表明:Ni2+对虫实种子萌发的抑制效应最强,对花棒种子萌发的抑制作用较大,对梭梭、红砂、五星蒿和盐生草种子萌发抑制较小,只有在Ni2+浓度达到500 mg/L时种子萌发率显著减少。Ni2+对7种旱生植物苗长和根长生长抑制率顺序为:虫实>红砂>白沙蒿>花棒>五星蒿>盐生草>梭梭;对苗鲜重抑制顺序为:虫实>红砂>白沙蒿>盐生草>五星蒿>梭梭>花棒。认为梭梭的耐Ni2+胁迫能力最强,其次为盐生草、五星蒿、花棒、白沙蒿和红砂,虫实耐Ni2+胁迫能力最差。与种子萌发相比幼苗的生长情况更能体现镍毒性的大小,而根长变化可以作为植物受重金属毒性影响的一个重要指标。