Pb^(2+)胁迫对两种小麦幼苗生理特性影响的研究

以两种小麦西旱2号和宁春4号幼苗为供试材料,研究了不同浓度Pb(NO3)2处理对其叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透性调节物等生理特性的影响。结果发现,两种小麦在低浓度铅处理下幼苗叶片叶绿素含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性均无显著变化,而高浓度铅胁迫使其叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)及叶绿素总量明显减少,但SOD活性显著升高,且相同浓度铅胁迫对小麦宁春4号幼苗叶片叶绿素的破坏作用明显强于对西旱2号的作用;不同浓度硝酸铅处理诱导两种小麦幼苗过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性升高,但不影响丙二醛(MDA)含量;此外,Pb2+处理使小麦幼苗叶片脯氨酸含量升高,此效应具有浓度依赖性,但铅处理不影响可溶性糖相对含量。结果表明,铅胁迫对两种小麦幼苗叶片叶绿素造成了破坏,却不同程度诱导抗氧化酶活性及脯氨酸含量升高,即表现出较强的抗氧化能力和渗透调节能力,增强了小麦对铅的耐受性,因而胁迫诱导两种小麦叶片MDA含量变化与对照比无显著性差异。

水鳖叶片对不同浓度Pb^(2+)胁迫的生理和结构响应

研究了不同浓度Pb^(2+)胁迫(0、10、20、30和50 mg·L^(-1))对水鳖叶绿素含量、可溶性蛋白含量、抗氧化系统、活性氧产生速率和细胞超微结构的影响。结果表明:随着Pb^(2+)浓度的增加,水鳖叶片总叶绿素、叶绿素a/b值、可溶性蛋白含量和CAT活性逐渐下降;SOD、POD、APX、GR活性、抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量先升后降;O_2^-·产生速率、H_2O_2、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量呈上升趋势;不连续聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)显示,Pb^(2+)处理后,分子量为1 6.3kDa、55.0kDa的多肽含量减少,高浓度处理下分子量为23.1kDa、75.8kDa、94.0kDa的多肽条带消失;电镜观察发现,Pb^(2+)对水鳖叶片细胞的叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。Pb^(2+)破坏了水鳖正常代谢所需的生理和结构基础,打乱了代谢平衡,最终导致植物的衰亡。

5种速生柳无性系对Pb^2＋胁迫的生理抗性比较

以5种一年生速生柳(竹柳、苏柳172、苏柳795、旱快柳、旱柳)幼苗为材料,通过盆栽铅胁迫实验,测定其生长过程中的生理生化指标,分析其对铅胁迫的生理响应及耐受性。结果表明:(1)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳叶片保护酶SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,其中竹柳的3种保护酶活性均为最高。(2)随着Pb2+浓度的增加,各无性系叶片中渗透性调节物质可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量均呈先上升后下降的趋势,竹柳和苏柳172在高Pb2+浓度(1500mg·kg-1)胁迫下表现出对Pb2+的强耐受性。(3)随着Pb2+浓度的增加,各速生柳无性系叶片丙二醛含量均呈逐渐增高的趋势,但增幅有所不同,竹柳增幅最小,旱柳增幅最大。(4)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳叶片中叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,但各无性系的下降幅度存在差异,其中竹柳的下降幅度最小,旱柳下降幅度最大。(5)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳根系活力都呈先上升后下降的趋势,其中竹柳的根系活力最强,苏柳795的最弱。(6)各速生柳根系对铅均有一定的吸附能力,竹柳对铅积累量最大。(7)对各生理指标的Fuzzy数学隶属函数综合评价结果表明,5种速生柳对Pb2+耐受性强弱表现为:竹柳>旱快柳>旱柳>苏柳795>苏柳172。

不同浓度Hg^(2+)、Cr^(3+)和Pb^(2+)单一胁迫对绿豆膜脂过氧化物含量及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度Hg2+、Cr3+和Pb2+胁迫条件下,绿豆花荚期叶片中膜脂过氧化物(MDA)含量及抗氧化酶,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化情况。结果表明,Hg2+、Cr3+和Pb2+胁迫后,随着浓度的升高,绿豆叶片中MDA含量也逐渐升高,与对照相比,均差异显著。在Cr3+和Pb2+胁迫下,绿豆叶片中SOD酶活性随着浓度的升高呈现升高的趋势;在低、中浓度Hg2+胁迫下,SOD酶活性低于对照,但高浓度下,SOD酶活性高于对照。Hg2+处理后,POD酶活性随着浓度的增加,表现出先升高后降低又升高的趋势;低、中浓度Cr3+处理使绿豆叶片内POD活性降低,但在高浓度时表现出POD活性增强;随着Pb2+处理浓度的增加,POD活性逐渐降低。Hg2+和Cr3+处理使CAT活性升高,但Pb2+处理后,CAT活性随浓度的升高先下降,再升高,然后又下降。研究表明Pb2+对绿豆的生态毒性较大。

重金属Pb^(2+)胁迫对油菜种子萌发及幼苗生长的影响

以"秦油3号"油菜种子为试验材料,研究了Pb^(2+)胁迫对该品种油菜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,不同浓度(20mg/L、40mg/L、80mg/L、160mg/L) Pb^(2+)溶液处理油菜种子后,对其发芽势和发芽率影响不大;当Pb^(2+)浓度达到或超过40mg/L时,对其幼苗生长具有显著影响:不同浓度的Pb^(2+)胁迫,对油菜幼苗的株高、鲜重及根长都有明显的抑制作用,且浓度越大,抑制作用越强。Pb^(2+)胁迫对油菜幼苗各项生长指标的抑制作用强弱依次表现为:对根长的抑制作用最强,其次为苗鲜重和株高。

Pb^(2+)胁迫对2种车前种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]以平车前和车前种子为试验材料,研究在铅胁迫下对其种子萌发及幼苗生长的影响。[方法]利用不同Pb;浓度(50、100、150、200 mg/L)胁迫平车前和车前种子,研究Pb^(2+)浓度胁迫对平车前和车前种子萌发、幼苗生长的变化。[结果]随Pb;胁迫浓度的增加,平车前和车前种子的萌发率、发芽指数、发芽势先升高后降低,生物量整体呈下降趋势。[结论]为筛选修复重金属污染土壤植物提供理论依据。

应用液质联用代谢组学技术探究Pb^(2+)胁迫对大麦籽粒中差异代谢物及关键通路的影响

为评估铅(Pb^(2+))污染对大麦籽粒的影响。该研究应用液相色谱-质谱联用(LC-MS)代谢组学技术,结合主成分分析(PCA)、偏最小二乘-判别分析(PLS-DA)等多元统计学方法,在正、负离子模式中,将Pb^(2+)胁迫大麦籽粒(GS1600)与对照组(GSCK)中共筛选出50种差异代谢物。研究发现:Pb^(2+)胁迫对大麦中的脂质和类脂分子、有机酸及衍生物、有机氧化合物、有机杂环化合物含量变化影响显著。并通过KEGG功能通路富集分析,筛选出16条代谢通路,其中4条代谢通路(柠檬酸循环、谷胱甘肽代谢、糖氧化物和二羧酸代谢、苯丙烷代谢)为命中差异代谢物的关键代谢通路。结果表明,大麦受到胁迫后,Pb^(2+)通过影响氨基酸代谢、碳水化合物代谢、辅因子和维生素的代谢以及其他次生代谢产物的生物合成对大麦中脂质和类脂分子、苯环型化合物及有机氧化合物等代谢物产生显著影响。说明Pb^(2+)胁迫会对大麦籽粒的营养价值和风味品质造成一定的影响。

Cd^(2+)、Pb^(2+)胁迫下对开蕨配子体发育的比较研究

为明确重金属污染对对开蕨配子体生长发育的影响,探究对开蕨濒危的内在原因,以对开蕨配子体为材料,分别设置土壤中不同含量Cd^(2+)(0.2、0.4、0.8 mg/kg)和Pb^(2+)(20、40、80 mg/kg)对其配子体进行单因素胁迫培养,应用光学显微镜对配子体形态结构进行比较观察,并统计了心形原叶体、精子器、颈卵器的形成时间以及精子器、颈卵器等数量的变化情况。结果表明,Cd^(2+)、Pb^(2+)对对开蕨配子体精子器形成时间无显著影响,但对心形原叶体、颈卵器形成时间以及精子器、颈卵器、假根、毛状体数量影响显著。在0.4 mg/kg Cd^(2+)、40 mg/kg Pb^(2+)胁迫下,对开蕨配子体叶绿体变黄,并伴有叶绿体溶解的现象;在0.4 mg/kg Cd^(2+)、40 mg/kg Pb^(2+)胁迫下,精子器细胞壁出现发黄现象,排出的精细胞也呈现黄色;在0.2 mg/kg Cd^(2+)胁迫下,颈卵器顶端到底部颜色逐渐发黄,而在20 mg/kg Pb^(2+)胁迫下,颈卵器从底部向顶端逐渐变黄;在0.8 mg/kg Cd^(2+)、80 mg/kg Pb^(2+)胁迫下,假根出现褐变、弯曲的现象,且在80 mg/kg Pb^(2+)胁迫下,假根出现渗漏现象。0.2 mg/kg Cd^(2+)、20 mg/kg Pb^(2+)对对开蕨配子体的影响较小,但随着Cd^(2+)、Pb^(2+)含量的增加,对开蕨配子体生长所受影响增大,其形态结构发生严重变化。

不同有机酸对铅胁迫小麦幼苗的缓解作用

研究了在铅胁迫条件下,加入外源有机酸对小麦铅毒害的缓解效应。结果表明,低浓度的草酸和乙酸能增加铅胁迫小麦叶绿素含量,不同程度地提高SOD、CAT、POD活性,降低MDA含量,而高浓度草酸和乙酸及柠檬酸对此则无明显的缓解作用;乙酸处理减少根系活跃吸收面积,柠檬酸能明显提高根系活力。草酸对铅胁迫的缓解效果最明显。

重金属胁迫引起的大蒜DNA损伤与修复

以紫外分光光度法和琼脂糖凝胶电泳检测了大蒜在重金属Pb2+和Cd2+胁迫处理后的DNA的损伤。结果表明:Pb2+和Cd2+都能够胁迫大蒜DNA解链、交联程度增加,并引起部分DNA的降解;而绿豆浸出液对Pb2+和Cd2+引起的DNA损伤均能进行修复,且对Pb2+引起的DNA损伤修复的效果更好。

铅对不同品种玉米幼苗抗氧化酶活性及根系活力的影响

通过营养液培养试验,研究了受Pb2+胁迫的不同品种玉米幼苗根系活力和抗氧化酶活性的变化。结果表明:受Pb2+的影响,叶片叶绿素含量降低,根系活力下降。随着Pb2+胁迫浓度的提高,“中单9409”的超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐升高,“农大108”的过氧化氢酶(CAT)活性明显增强,而“唐抗5”的SOD活性始终维持在一定水平。各品种的过氧化物酶(POD)活性基本呈先升高后降低的变化趋势,说明不同玉米幼苗通过不同抗氧化酶活性的维持或提高来增强抗氧化能力。

铅、锌诱导的高羊茅叶片过氧化物酶活性变化

采用水培方法,研究了铅、锌诱导下的高羊茅叶片过氧化物酶活性变化.结果表明:高羊茅对Pb2+、Zn2+胁迫有一定的耐受能力,低浓度(0.5 mmol/L)的Pb2+、Zn2+胁迫均会使高羊茅叶片POD活性随处理时间的延长先升高后下降,但10天时还保持在高于对照的水平;高浓度Pb2+、Zn2+胁迫POD活性无论开始是否上升,至10天时均下降至对照水平以下.试验同时表明高羊茅对Zn2+耐受能力要大于Pb2+.

罗尔斯通菌去除土壤重金属铅的效能及机制

从矿区土壤分离得到的罗尔斯通菌(Ralstonia Bcul-1)对重金属离子具有广谱抗性,可在重金属铅含量为87.35 mg·kg^(-1)的酸性土壤生长(pH 5.62)。低浓度Pb^(2+)可诱导部分重金属抗性基因表达,但高浓度Pb^(2+)(>15 mg·L^(-1))则抑制这些基因的表达。在Pb^(2+)胁迫下,一些蛋白质的表达同样受到诱导或者抑制。重金属抗性基因和抗性蛋白的表达使Ralstonia Bcul-1能够适应重金属铅污染的生存环境。在含Pb^(2+)的液体培养基中(pH<6.50),Ralstonia Bcul-1菌体对Pb^(2+)的去除效率高达8.22%~29.09%。将Ralstonia Bcul-1接菌到受重金属铅污染的酸性菜园土壤中(pH 5.32,重金属铅总含量为94.37 mg·kg^(-1)),在没有添加任何营养物质的条件下,Ralstonia Bcul-1能持续生长达12 d,并且对土壤悬浮物(包括泥浆)重金属铅的去除效率达到12.71%~24.71%(土壤悬浮物的重金属铅含量为32.67 mg·kg^(-1))。研究结果表明,Ralstonia Bcul-1能在重金属铅污染的酸性菜园土壤中存活,并对土壤悬浮物的重金属铅有较强的去除效率,具有修复土壤重金属铅污染的潜力。