重金属Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和MDA含量的影响

在实验室条件下,观测不同Cd胁迫处理(时间和水平)对红树蚬(Geloina coaxans(Gmelin))的胃组织中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量,及淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等3种消化酶活性的影响效应。结果表明,高浓度组(4.00 mg/L和8.00 mg/L)在较短的暴露时间即出现SOD活性显著诱导,而低浓度组则需要更长的暴露时间。所有处理组的CAT活性均先受诱导而后抑制,但去除胁迫后低浓度组活性上升,高浓度组则持续下降。低浓度处理组在胁迫初期MDA含量上升,但随后下降至较低水平;高浓度处理组MDA含量上升稍为滞后,但随后上升至较高水平。在消化酶方面,Cd对红树蚬胃组织淀粉酶的影响基本上表现为抑制;在胁迫初期脂肪酶活性受到显著诱导,随着胁迫时间延长酶活性则下降,同时胁迫解除后不同程度恢复;对蛋白酶的影响效应规律性不明显。显著的效应-剂量间相关关系存在于特定时间的SOD活性(1d),CAT、淀粉酶活性和MDA含量(7d和恢复6d)。探讨了这些指标作为生物标记物应用于监测海洋重金属污染的可能性。

Cd Zn复合胁迫对玉米幼苗膜脂过氧化和抗氧化酶系统的影响

在不同浓度Cd2+(0、5、15、50mg·L-1)、Zn2+(0、5、50、200mg·L-1)胁迫下,通过溶液培养试验研究了Cd、Zn单一及复合作用对玉米幼苗生长、活性氧产生、膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。结果表明,Cd、Zn单一及复合胁迫10d后玉米幼苗根长和株高降低,生物量积累下降(Cd5Zn0、Cd0Zn5处理除外),根长、株高及根系和地上部干重分别比对照降低了2.1%￣84.8%、2.0%￣69.5%、2.3%￣39.7%和0.5%￣36.5%;叶片超氧阴离子(O2.-)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量比对照分别增加3.4%￣66.2%、6.7%￣95.9%和0.9%￣282.2%,Cd、Zn复合胁迫对膜脂过氧化影响的交互效应主要为协同作用,在高浓度复合胁迫(Cd50Zn200)时则表现为拮抗作用。随着Cd2+、Zn2+浓度提高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性先升后降,在Cd2+、Zn2+浓度均为5mg·L-1时SOD、CAT、GR活性高于对照;当Cd2+、Zn2+浓度分别超过15mg·L-1和50mg·L-1时显著下降,SOD、CAT和GR活性比对照分别降低1.36%￣94.8%、5.0%￣57.1%和6.2%￣53.3%。过氧化物酶(POD)同工酶在高浓度Cd(Cd15Zn5、Cd50Zn0)、Z(nCd0Zn50)及复合处理(Cd0Zn200、Cd5Zn200、Cd15Zn200、Cd50Zn200)下数量表达增强。Cd、Zn复合胁迫对上述各指标的毒害效应大于同水平单元素胁迫的效应。因此,必须重视复合污染的危害。

镉胁迫对甘薯苗生理生化指标的影响

采用水培法,以甘薯(Ipomoea batatas Lam.)宁紫薯一号为材料,研究重金属镉(Cd2+)对其叶绿素含量、脂膜过氧化程度、活性氧含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,镉胁迫下甘薯叶片总叶绿素含量减少;膜脂过氧化产物丙二醛含量升高;超氧阴离子产生速率增加,过氧化氢含量升高;SOD、CAT活性先上升后下降,POD活性在处理期间一直处于上升趋势。镉胁迫导致甘薯叶片光合作用减弱,衰老加速。同时甘薯植株也会对镉胁迫作出相应反应,保护酶活性上升降低了镉引起的细胞氧化损坏,维护了细胞的正常新陈代谢。

四季竹对大气臭氧体积分数倍增的生理响应

为了给气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,以四季竹Oligostachyum lubricum为材料,运用开顶式气室(OTCs)模拟当前环境背景大气臭氧(O3)体积分数(NF,40～45 nL.L-1)倍增1倍(TR-1,92～106 nL.L-1)和倍增2倍(TR-2,142～160 nL.L-1)情景,分析叶片光合色素、可溶性蛋白、可溶性糖和脂质过氧化及抗氧化酶等生理指标的变化。结果表明:大气臭氧体积分数倍增90 d时,与NF比较,TR-1和TR-2处理的四季竹叶片叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白和超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著降低,而叶片相对电导率、丙二醛(MDA)和过氧化物酶(POD)活性均显著升高,而叶片可溶性糖仅TR-2较NF显著下降;叶片相对电导率和丙二醛TR-2显著高于TR-1,而叶片可溶性糖TR-2显著低于TR-1。说明大气臭氧体积分数倍增能引起四季竹叶片细胞膜脂过氧化,膜结构遭到破坏,影响四季竹的正常生长,表现出伤害效应。

Toxic effects of 1-methyl-3-octylimidazolium bromide on the wheat seedlings

The toxic effects of 1-methyl-3-octylimidazolium bromide （[C8mim]Br） on wheat seedlings were evaluated. Wheat seedlings were cultivated in aqueous solution with [C8mim]Br at different concentrations （0, 1, 2, 4, 6, 8 mg/L）. The contents of photosynthetic pigment and proline, peroxidation of membrane lipid, and activities of antioxidation enzymes （superoxide dismutase, catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase） in leaves were measured on day 7 after treatment with [C8mim]Br. The results showed that [C8mim]Br significantly decreased the contents of photosynthetic pigments, activities of antioxidant enzymes in the wheat leaves and in dry weight of seedlings, while increased the proline content and membrane lipid peroxidation. The results suggested that [C8mim]Br can inhibit photosynthesis and lead to oxidative stress to wheat seedlings.

镉胁迫对龙葵生长、质膜ATP酶活性及氮磷钾吸收的影响

采用模拟镉(Cd)污染土壤培养法研究不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg kg–1)处理对Cd超积累植物龙葵(Solanum nigrum)幼苗营养元素氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收及质膜ATP酶活性的影响.结果表明,Cd处理浓度≤40 mg kg–1时显著促进龙葵幼苗的生长(叶性状、主根长、株高度和基径粗度)以及生物量的积累与分配;而当Cd处理浓度>40 mg kg–1时则出现明显的抑制作用.而当Cd处理浓度为10 mg kg–1时,则提高显著幼苗叶片叶绿素(Chl.a、Chl.b、Chl.[a+b])含量,达到最高值;且叶绿素含量随胁迫程度的增强而先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗根、茎、叶和果实中的N、P和K含量先升后降(除茎P降低外);而植株组织中的Cd积累量逐渐增大且分布为叶>茎>根>果实.同时,丙二醛(MDA)含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性随Cd浓度增大而增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性先升高后降低.因此,龙葵在高浓度Cd胁迫(≥40 mg kg–1)下,可能通过加快根对Cd离子的吸收和转运,提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性,降低POD与质膜ATP酶活性,调节对N、P和K的需求,从而起到对Cd胁迫的解毒作用.

毛竹对大气臭氧浓度倍增的生理响应

为了给气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,以毛竹(Phyllostachys edulis)为材料,运用开顶式气室(OTCs)模拟当前环境背景大气O3浓度(NF,40～45nL·L-1)的倍增1倍(TR-1,92～106nL·L-1)和倍增2倍(TR-2,142～160nL·L-1)情景,分析叶片光合色素、脂质过氧化及抗氧化酶等生理指标的变化规律。结果表明:大气O3浓度倍增处理90d时,毛竹叶片Chl、Car含量和SOD活性显著降低,叶片相对电导率和可溶性蛋白、MDA、O2-含量及POD活性显著升高。叶片O2-含量与SOD活性、光合色素含量呈极显著负相关,而与叶片相对电导率、POD活性和MDA、可溶性蛋白含量呈显著正相关。研究表明大气O3浓度倍增会导致毛竹叶片老化加快,光合色素降解或合成受阻,膜脂过氧化,膜结构和氧化系统破坏,影响毛竹的正常生长。本文从抗性生理方面揭示了毛竹对大气臭氧胁迫的耐受性,为竹子应对气候变化研究提供了参考。

铈缓解镉对玉米种子的毒害效应研究

采用水培实验的方法研究了不同浓度铈、镉单一及铈镉复合处理对玉米种子发芽率、α-淀粉酶活性、三种抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、细胞膜脂过氧化产物丙二醛含量以及细胞膜透性的影响。结果表明,添加10 mg·L-1的Ce能缓解Cd对玉米种子的毒害,提高种子发芽率,增强α-淀粉酶活性、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低MDA含量和细胞质膜透性。当镉剂量为100 mg·L-1时,这种缓解作用不明显,甚至有加重毒害的趋势。