稀土的hormesis效应及其农用对农业生态环境的潜在影响

毒物刺激效应(hormesis)是指毒物对生物生理过程产生的刺激效应。从稀土元素对生物的刺激效应及其疑似"环境激素"的问题出发,探讨农业应用稀土对农业生态环境的潜在影响。

混合稀土对大鼠肝脏中7种酶的小剂量刺激作用

研究了常乐 (用于肥料添加剂的一种混合稀土硝酸盐 )对Wistar大鼠肝脏中 7种常见酶 (ALT ,ICD ,AST ,LAP ,ALP ,γ GT ,CHE)活性的变化 ,并用电感耦合等离子体质谱 (ICP MS)测定了稀土在肝脏中的累积情况。结果表明 ,稀土对多种酶表现出低剂量激活、高剂量抑制的小剂量刺激作用 (Hormesis) ,但产生刺激作用的剂量随酶的种类不同而不同 。

稀土抗菌效应及应用的研究进展

稀土元素具有多种生物效应,除了对农作物的增产作用外,在医药方面还具有抗菌的作用,近年来,不少学者针对稀土元素的抗菌效应展开了相关的研究。本文介绍了稀土在抗菌领域的研究及应用,包括稀土化合物对微生物生长的Hormesis效应、稀土化合物与抗生素的协同作用、稀土配合物的合成、以及稀土在抗菌材料上的应用等几个方面的内容,并对稀土化合物及其配合物的抗菌机理进行了探讨,最后,展望了稀土化合物及配合物在抗菌领域的应用前景及研究重要性。

稀土在植物学中的应用

综述了稀土在植物中的富集规律、在土壤-植物迁移中的分异机制,以及稀土在植物抗重金属、病虫害、农药等环境胁迫中的表现;并就稀土对植物生理的促进作用如促进淀粉酶活性、根系增长、营养元素吸收、提高叶绿素含量和增强光合作用等进行了总结;同时也对其负面效应如Hormesis效应、对植物体内Ca2+的影响、致突变性等方面加以归纳。为稀土在植物学中的科学应用提供客观可靠的参考信息。

稀土镧对桑树生长及桑叶品质的影响研究

[目的]研究稀土镧对桑树生长及桑叶品质的影响。[方法]通过盆栽和室内试验相结合的方法,研究了不同浓度的镧对桑树生物量及桑叶叶绿素、淀粉、可溶性糖含量的影响。[结果]结果表明,低浓度镧(≤30 mg/kg)可促进桑树生物量的生长及桑叶叶绿素、可溶性糖、淀粉含量的增加,30 mg/kg时达到最大值,而镧浓度在高于30 mg/kg时对桑树生物量的生长及可溶性糖、淀粉产生了明显的抑制作用,呈现低促高抑的"Hormesis效应"。当镧浓度达到试验设置的最高浓度600 mg/kg时,桑树植株矮小,叶片生长明显受阻。[结论]该研究为稀土镧的农用提供科学依据。

稀土对肝脏作用的机制

综述了稀土对肝脏作用的机制 ,稀土不仅能引起肝脏形态学的改变 ,当稀土进入肝细胞后可与多种蛋白质等分子发生相互作用 ,并影响多种酶的活性 ,还能通过信使分子干扰肝脏正常的生理功能。

稀土铈对铝合金LY12CZ微生物腐蚀行为的影响

采用紫外分光光度法(UVS)、最大可能数法(MPN)、循环阳极极化法、电化学阻抗谱(EIS)和表面荧光显微法(EFM)研究了不同含量稀土Ce^(3+)离子对硫酸盐还原菌(SRB)生长及LY12CZ铝合金微生物腐蚀行为的影响.结果表明:低浓度的Ce^(3+)离子能够促进SRB生长,而高浓度时则抑制其生长;循环阳极极化曲线表明,稀土Ce^(3+)离子的加入使铝合金LY12CZ的点蚀敏感性降低;电化学阻抗谱表明,在纯培养基中,随稀土Ce^(3+)离子浓度的增大,铝合金耐蚀性增大.而在接种1%SRB的培养基中,当Ce^(3+)浓度为0.376 mg·L^(-1)时,生长旺盛的生物膜与Ce^(3+)间产生协同作用,增加了基体铝合金耐腐蚀性能.随着Ce^(3+)浓度的增加,SRB生长受到抑制,不能形成致密的生物膜.此时SRB的存在促进铝合金腐蚀,显著减弱Ce^(3+)对基体铝合金的保护作用.

农用稀土的生态毒理学效应

稀土农用给中国农业带来巨大经济效益,但环境安全问题也随之产生。本研究从生态毒理学角度,综述了稀土对土壤微生物、植物、动物的影响,指出稀土可以改变土壤微生物的种群结构、种群数量及其土壤酶活性,影响植物的生长发育、生理生化过程及富集规律,并对动物生殖系统、肝脏、儿童智力及人体健康造成损害。稀土对生物的生态毒理作用,可以是稀土对生物的直接影响,也可以是食物链蓄积的间接效应,在稀土农用中应充分考虑其对环境与人体的影响。

间硝基苯甲酸稀土配合物与大肠杆菌作用的热动力学研究

用TAMair微量热仪测定间硝基苯甲酸钐与邻菲罗啉配合物[Sm(m-NBA)3phen]2·2H2O在37.00℃时与大肠杆菌作用的产热曲线,进而算出在各种浓度配合物的作用下,大肠杆菌生长代谢的最大发热功率Pmax、速率常数κ、传代时间tG、抑制率I和半抑制浓度cI,50等热动力学参数.结果表明:在低浓度下[Sm(m-NBA)3phen]2·2H2O对大肠杆菌有刺激作用,高浓度下为抑制作用,即稀土配合物对微生物的生长具有双向生物效应,也称为Hormesis效应.

稀土元素对蛋白质的影响的剂量效应及其机理

本文综述了稀土元素对生物体蛋白质的剂量效应,并从稀土元素对CaM、ATP酶、同 工酶及其它蛋白质和酶的影响等方面探讨了其剂量效应的机理,以期为该领域的进一 步研究提供参考。

稀土铈对芥菜生理效应及其土壤酶系统影响研究

通过水培-土培实验,研究了芥菜在Ce的6个浓度梯度下的叶绿素含量、根系活力、抗氧化酶活性和土壤酶活性。结果表明:低浓度Ce处理能促进植物的生长,而当其超过某一浓度时则对植物起抑制作用,并对植物产生毒害,到土壤Ce含量为1500mg/L时,植株生长已受到明显抑制作用;植物的生理效应能很好的反映植株的健康情况,随着土壤Ce含量增加,芥菜中叶绿素含量、根系活力、SOD活性、POD活性、CAT活性总体上均呈现先上升后下降的趋势。当超过某一浓度(1500mg/L)后,Ce对芥菜的毒害作用随Ce浓度增加而增强;土壤酶活性不仅受到根际土壤环境的影响,而且不同种类的酶受到根际土壤影响的效应也不相同。芥菜根际土壤中,土壤脲酶、磷酸酶、纤维素酶、转化酶对Ce均表现为激活效应,而过氧化氢酶则表现为先激活后抑制。本研究旨在为芥菜对铈污染土壤的修复能力提供实验数据,同时进一步为受污区特别是稀土矿区的蔬菜食用安全提供科学依据。

硝酸镧对急性肝损伤小鼠的保护作用研究

为探究硝酸镧对乙醇致急性肝损伤小鼠的保护作用,本试验将84只雄性ICR小鼠按体重随机分为空白组、模型组以及硝酸镧A、B、C、D、E剂量组(0.02、0.1、0.2、1.0、2.0 mg/kg),每组12只。除空白组外,其余6组灌胃给药30 d后一次性经口灌胃50%的乙醇,建立急性肝损伤小鼠模型,测定小鼠体重、食物利用率、肝脏系数,并检测血清中谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)的活力,血清和肝组织中总超氧化物歧化酶(T-SOD)活力、谷胱甘肽(GSH)及丙二醛(MDA)的含量。研究结果表明:硝酸镧能显著降低小鼠血清ALT和AST的活力(P<0.05),其中硝酸镧C、E组血清ALT分别降低23.58、21.07 U/L,C、D、E组血清AST分别降低52.56、43.83、28.54 U/L。硝酸镧能显著提高小鼠血清和肝脏中抗氧化酶T-SOD的活力和抗氧化物质GSH的含量(P<0.05),硝酸镧B、C、D、E组血清中T-SOD活力分别增加27.53、38.74、48.01、53.96 U/mL,C、D、E组肝脏T-SOD活力分别增加15.87、18.6、17.78 U/mg prot,硝酸镧D、E组血清GSH分别增加5.94、7.86μmol/L,E组肝脏GSH增加0.83μmol/g prot。硝酸镧能显著降低脂质氧化产物MDA的含量(P<0.05),硝酸镧D、E组血清MDA分别降低4.13、4.41 nmol/mL,E组肝脏MDA降低0.64 nmol/mg prot。硝酸镧具有一定的抗氧化作用,能够改善乙醇所致小鼠的急性肝损伤,最佳保护作用剂量为1.0 mg/kg和2.0 mg/kg。

RE(Hsal)_2·(tch)·2H_2O配合物与大肠杆菌作用的热动力学研究

用TAMair微量热仪测定了新合成的稀土水杨酸硫代脯氨酸配合物RE(Hsal)2·(tch)·2H2O(RE=La,Sm;Hsal=C7H5O3;tch=C4H6NO2S)在37.00℃时对大肠杆菌作用的产热曲线;根据产热曲线计算了在稀土水杨酸硫代脯氨酸配合物作用下,大肠杆菌生长代谢的最大发热功率Pmax、速率常数k、传代时间tG、抑制率I和半抑制浓度cI,50等热动力学参数.结果表明:稀土水杨酸硫代脯氨酸配合物在低浓度下对大肠杆菌有刺激作用,高浓度下为抑制作用,即稀土配合物对微生物的生长具有双向生物效应,也称为Hormesis效应.配合物Sm(Hsal)2·(tch)·2H2O(cI,50=1.62mg·L-1)的抑制效果优于La(Hsal)2·(tch)·2H2O(cI,50=7.60mg·L-1).

镨配合物的热化学及其对酵母菌作用的热动力学研究

用六水合氯化镨、硫代脯氨酸(C4H7NO2S)和水杨酸(C7H6O3)合成了三元固体配合物[Pr(C7H5O3)2(C4H6NO2S)]-2H2O.根据盖斯定律设计一个热化学循环,用溶解-反应量热法研究得到合成反应的标准摩尔焓变为(133.70±1.02)kJ/mol,配合物298.15K时的标准摩尔生成焓为-(2909.3±3.2)kJ/mol.用TAMair微量热仪测定其在28.00℃时对粟酒裂殖酵母作用的产热曲线,进而算出在配合物作用下,酵母菌生长代谢的最大发热功率Pmax、速率常数κ、传代时间tG、抑制率I和半抑制浓度cI,50等热动力学参数.结果表明:稀土水杨酸硫代脯氨酸配合物在低浓度下对酵母菌有刺激作用,高浓度下为抑制作用,即稀土配合物对微生物的生长具有双向生物效应,也称为Hormesis效应.