镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响

采用水培方法,在玉米幼苗进入三叶期后向培养液中加入不同浓度氯化镉（0、10^-6、10^-5、10^-4 mol·L^-1）,胁迫不同时间（5、10、15 d）后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度（10^-6 mol·L^-1）及中浓度（10^-5 mol·L^-1）镉胁迫对幼苗生长均有较强刺激作用,而中浓度胁迫对地上部分作用更明显;低浓度镉胁迫对根部及叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT及ASA－POD）活性影响较小,只是根部POD、ASA－POD活性明显升高,而中浓度胁迫对除SOD外其他抗氧化酶活性均有显著促进作用;MDA含量均未有显著升高,可见根部及叶片未受到氧化损伤;两种浓度胁迫下,Fv′/Fm′虽下降,净光合速率有所升高。高浓度镉（10-4 mol·L^-1）胁迫下幼苗生长几乎停止;根部SOD及CAT活性升高,而POD和ASA－POD被明显抑制,叶片中CAT、POD及ASA－POD活性显著升高;根部受到显著氧化损伤;各项光合参数（Fv/Fm、Fv′/Fm′和净光合速率）均显著降低。     

镉-苯并（a）芘单一及复合污染对小麦种子萌发的影响

通过高等植物生态毒理试验,以根长、芽长和发芽率为主要测定指标,研究了镉-苯并（a）芘单一/复合污染对小麦种子萌发的影响,以考察两者复合污染的生态效应并筛选敏感毒性诊断指标。结果表明,镉与苯并（a）芘单一/复合污染条件下,小麦根伸长、芽长和发芽率均受到不同程度的影响。其中,镉单一污染条件下小麦的根长和芽长显著高于对照,表现为刺激生长效应;苯并（a）芘单一污染胁迫显著抑制了小麦根长和芽长的伸长;两者复合污染促进了小麦的生长。单一污染条件下,苯并（a）芘对小麦种子早期生长的毒害效应大于镉。两种污染物在供试浓度范围内相互作用的联合毒性效应为拮抗特征。3个指标中,小麦发芽率的指示效应最不明显。     

离子液体[C_2mim][Val]对小麦幼苗生长及生理特性的影响

采用实验室营养液水培方法,主要研究了离子液体1-甲基-3-乙基-咪唑缬氨酸盐（[C2mim][Val]）对小麦幼苗生长及叶片保护酶活性的影响。结果表明,就小麦种子发芽这一生态毒理指标而言,[C2mim][Val]浓度为200～500mg·L-1时其发芽率显著降低;从生长角度来看,小麦幼苗对100～200mg·L-1浓度的处理不敏感,生长指标没有显著变化,在300～500mg·L-1处理下,小麦幼苗地上部及地下部生物量、株高、根长发生显著变化,均受到明显的抑制,且抑制效应具有典型的剂量依赖型特点。不同浓度[C2mim][Val]处理均致使超氧化物歧化酶（SOD）活性下降,且浓度越高抑制作用越明显;100～200mg·L-1浓度处理在8～13d过氧化物酶（POD）活性高于对照,后期不显著,300～500mg·L-1浓度胁迫后期（18d）,其活性均发生显著的变化,分别为对照的84%、83%、74%,并造成膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量升高,表明300～500mg·L-1浓度胁迫使植物生长受到抑制。[C2mim][Val]的亲水性及亲脂特性可能是其对植物存在潜在毒性的2个主要原因。     

水杨酸对废电池胁迫下绿豆幼苗抗氧化酶活性及生理特性的影响

采用室内有培养土的纸杯培养方法,研究了不同浓度水杨酸（SA）处理对废电池胁迫下,绿豆幼苗抗氧化酶及生理特性的影响。结果表明,废电池胁迫下,超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,过氧化物酶（POD）活性降低,光合色素、可溶性蛋白含量下降,脯氨酸和丙二醛（MDA）含量升高,电导率增大,膜稳定性降低,显示出一定的毒害效应;低浓度（≤100mg·L-1）的外源SA处理能够明显增强废电池胁迫下绿豆叶片SOD、POD活性,改善多项指标,但随着SA浓度升高,SOD和POD酶活性逐渐降低。说明低浓度SA能通过刺激抗氧化酶活性,减轻氧化胁迫,缓解废电池对绿豆幼苗的毒害作用,但高浓度SA（≥100mg·L-1）缓解作用降低。     

外源NO对镉胁迫下长春花质膜过氧化ATP酶活性及光合特性的影响

为了解镉胁迫下外源NO对地被植物生理响应的调控机制,采用盆栽试验研究了外源NO（SNP）对镉胁迫下长春花幼苗生长、活性氧代谢、质膜ATP酶活性及光合特性的影响。结果表明,外施100μmol·L^-1SNP能缓解25mg·kg一镉胁迫对长春花幼苗生长的抑制,增加叶长、叶宽、株高、基径和生物量。与镉胁迫相比,施用SNP能够降低叶片和根系中丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量和过氧根离子自由基（O2^-·）产生速率,提高过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性及还原型谷胱甘肽（GSH）含量。SNP能显著缓解镉胁迫对叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和总叶绿素的抑制,提高叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和气孔限制值（Ls）,降低胞间CO2浓度（G）和瞬时光能利用效率（LUE）。同时,外源NO能诱导叶片和根系中质膜H＋-ATPase和Ca2＋-ATPase活性提升到正常水平（对照）。但外施100μmol·L-1 NO分解产物NaNOx或SNP相似物Na3Fe（CN）6对镉胁迫则无明显缓解作用。因此,外源NO可通过提高活性氧清除能力,增加叶绿素含量,增强质膜ATP酶活性,从而提高叶肉细胞光合能力,加强离子跨膜运输和信号转导,缓解镉胁迫对细胞质膜的损伤。     

镉胁迫对薄壳山核桃幼苗生长的影响

为探究镉胁迫对薄壳山核桃幼苗生长发育的影响,本研究以薄壳山核桃实生幼苗为试验材料,采用营养液水培育苗试验方法,测定不同浓度镉[0(CK)、5、10、20、40、80 mg·L-1]处理下薄壳山核桃幼苗各项生理指标。结果表明,镉胁迫对薄壳山核桃的生长发育具有显著的抑制作用,且镉浓度越高抑制作用越明显。随着镉处理浓度的增加,薄壳山核桃幼苗的生物量、根系长度均显著下降,80 mg·L-1镉胁迫下,较CK分别下降了40.11%、56.64%;幼苗根、茎、叶中的镉含量均显著增加,在80 mg·L-1镉胁迫下分别达到5 582、2 235、479 mg·kg-1;根、茎中Mn、Zn、Mg、K元素吸收均受到抑制,但叶中K、Mg元素含量显著上升;叶片中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在20 mg·L-1镉胁迫下均达到最高,较CK分别上升726.62%和86.47%;叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均显著降低,在20 mg·L-1镉胁迫时分别较CK下降了81.44%、81.59%、75.22%,叶片荧光参数原初光能转化效率(ΦPSII)、表观电子传递速率(ETR)和光化学荧光淬灭系数(q P)显著降低,非光化学淬灭系数(q N)值显著升高,光合作用受到严重抑制。综上,镉胁迫可以抑制薄壳山核桃幼苗生物量积累,影响根、茎中各元素的吸收,显著降低叶片光合作用强度,对幼苗生长造成严重危害。本研究为进一步揭示薄壳山核桃的镉耐性与镉富集机理奠定了理论基础。     

外源钙对镉胁迫下芥菜型油菜幼苗生长和生理特性的影响

通过水培试验研究5、10mmol·L^-1Ca^2＋对不同水平镉处理下的油菜幼苗生物量、根长、丙二醛（MDA）和H2O2含量以及抗氧化酶活性的影响,利用HPLC分析外源钙对油菜幼苗镉胁迫下还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化情况。结果表明,镉处理浓度为150、300、450μmol·L-^1时,5和10mmol·L-1Ca^2＋均能有效增加植株的生物量和根长,5mmol·L^-1Ca^2＋能显著减少油菜幼苗中MDA和过氧化氢（H2O2）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽转移酶（GST）的活性及GSH的含量。镉胁迫浓度为600μmol·L-1时,施钙后油菜幼苗出现生物量低、MDA含量高、抗氧化酶活性和GSH含量均下降,与CK相比差异不显著（P〉0.05）。镉处理浓度≤450μmol·L-1时,5mmol·L^-1Ca^2＋能明显缓解芥菜型油菜生长和生理所受胁迫,外源钙可作为减轻镉胁迫对油菜毒害的保护剂。     

不同基因型番茄幼苗对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉（1、5、10mg·kg-1）胁迫下4种基因型番茄圣粉1号、东圣1号、农城906和宝冠1号幼苗地上部及根部生物量、镉吸收量、活性氧含量（ROS）及其他生理指标,筛选出镉低积累基因型番茄品种。结果表明,不同基因型番茄对镉胁迫响应存在差异。随镉处理浓度增加,4个品种番茄幼苗地上部生物量显著下降（P〈0.05）。地上部Cd吸收量呈增加趋势,在中浓度（5mg·kg-1）镉处理下达到峰值,品种间为宝冠1号〉圣粉1号、农城906〉东圣1号。4个品种番茄幼苗Cd转移率随镉处理浓度增加显著降低,其中东圣1号Cd转移率较低,根部Cd滞留较多,向地上部转移较少。4个品种番茄幼苗生理活性存在差异,宝冠1号番茄幼苗ROS含量及抗氧化酶（POD,CAT）活性随镉处理浓度增加变化幅度较大,东圣1号变化幅度相对较小。综合各项指标,4个基因型番茄中东圣1号为镉低积累品种。     

Spd浸种对Cd胁迫下油菜幼苗的抗氧化系统的影响

采用水培试验,研究了0.20mmol·L-1Cd2＋浓度下,0.10mmol·L-1亚精胺（Spd）浸种处理对油菜幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,Cd胁迫使油菜幼苗叶片褪绿,叶绿素总量及叶绿素a/b含量与对照相比极显著降低,Spd浸种处理可显著逆转这一变化,缓解叶片的褪绿现象。与Cd处理相比,Spd浸种显著或极显著提高了油菜幼苗中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和可溶性蛋白、谷胱甘肽（GSH）含量,从而降低了丙二醛（MDA）含量,极显著降低了超氧阴离子（O-2·）含量,缓解了Cd的氧化胁迫作用。总之,Spd浸种处理通过提高Cd胁迫下植株体内抗氧化酶及抗氧化剂活性,降低活性氧（ROS）水平来缓解重金属胁迫对油菜幼苗的伤害,提高幼苗的耐重金属能力。     

表油菜素内酯对镉胁迫下番茄幼苗生长及镉累积的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0、0.02、0.1、0.5、2.5 mg/L)的表油菜素内酯(EBR)对镉胁迫下番茄幼苗生长及镉累积的影响。结果表明,镉处理后番茄幼苗的生物量、叶绿素含量、抗氧化酶(POD和CAT)活性均下降,丙二醛(MDA)含量、相对电导率和渗透调节物质含量均升高;喷施一定浓度的EBR(0.5 mg/L)后,番茄幼苗的生物量、叶绿素含量、抗氧化酶(POD和CAT)活性及脯氨酸含量均显著增加,可溶性蛋白、MDA含量和相对电导率有所下降,番茄幼苗根系和地上部分的镉含量分别上升了50.0%和93.4%,镉转运系数最低,为0.45。综上,喷施EBR能够增强番茄幼苗对镉胁迫的耐受性,促进幼苗生长,降低镉的转运系数,其中,EBR浓度为0.5 mg/L时效果最好。     

镉对中华稻蝗保护酶系统的毒性效应

采用急性染毒方法研究Cd2＋胁迫对不同发育阶段中华稻蝗SOD、CAT、POD活性的影响。结果表明,在Cd2＋的作用下,不同发育阶段中华稻蝗体内SOD、CAT、POD活性均发生变化。SOD、CAT、POD 3种酶对Cd2＋有一定的耐受性：当Cd2＋浓度在这3种酶的耐受范围内酶活性提高,反之酶活性降低。Cd2＋对不同发育阶段虫体3种抗氧化酶的影响不同：3龄若虫SOD、POD活性最高;雌性成虫CAT活性最低,而3龄雄性若虫CAT活性最高。     

金霉素和4-差向金霉素对油菜生长的影响及其在幼苗体内的积累

以油菜为材料,研究不同浓度金霉素（chlortetracycline,CTC）和代谢物差向金霉素（4-epi-chlortetracycline,ECTC）胁迫对其发芽、生长和抗氧化酶活性的影响,以及CTC和ECTC在幼苗体内的积累。结果表明：随着处理浓度的升高,种子发芽率、发芽势没有显著差异,但株高和根长受到明显抑制;在1～30mg.L-1处理浓度下,CTC和ECTC诱导的幼苗体内抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均高于对照组;幼苗体内CTC、ECTC积累含量随着处理浓度的升高而增加,表明CTC和ECTC可在油菜幼苗体内积累,这可能产生潜在食品安全风险。     

砷胁迫对不同砷富集能力植物叶片抗氧化酶活性的影响

采用室内水培试验方法,研究了砷胁迫（0～50mgAs·L^-1）对砷超富集植物大叶井口边草（Pteris cretica vat．nervosa）和非砷超富集植物剑叶凤尾蕨（Pteris ensiformis）叶片的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及丙二醛（MDA）含量和自由基0i·产生速率的影响,并研究了25mgAs·L^-处理下上述6种指标的时间动态。结果表明,随着砷浓度升高,除APX外,剑叶凤尾蕨叶片的CAT、POD和SOD活性受到很大抑制,而大叶井口边草叶片这3种酶的活性能够维持,特别是POD活性显著增加;大叶井口边草叶片的MDA含量降低,剑叶凤尾蕨则升高;剑叶凤尾蕨叶片中的O2^-·产生速率比大叶井口边草增加显著。从时间动态看,随处理时间的延长,大叶井口边草叶片中的CAT和APX活性先降低再升高,POD活性显著增加,SOD活性变化不显著;剑叶凤尾蕨叶片的POD和SOD活性显著降低,APX活性无显著变化,CAT活性则先降低后升高;两种供试植物叶片的MDA含量第6d时均出现明显下降,但大叶井口边草叶片中O2^-·的产生速率在第6d则显著增加,而后降至实验初始时的水平。总起来看,砷超富集植物大叶井口边草比非砷超富集植物剑叶凤尾蕨具有更强的抗氧化能力,并且POD在其抗氧化体系中起关键作用。     

湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的防御机制对镉胁迫的响应

采用浸没培养实验研究不同浓度镉溶液（0、2、5、50mg·L-1）对湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的膜系统、光合系统的损伤情况及其抗氧化酶系统的影响。结果表明：湿地匍灯藓外表伤害症状随Cd胁迫浓度增加而加重;湿地匍灯藓对Cd有较强的生物富集能力,且藓体Cd累积量与溶液Cd浓度显著正相关（P〈0.05）;湿地匍灯藓的总叶绿素含量随Cd浓度增加显著降低,其含量与可溶性蛋白含量显著正相关（P〈0.05）;Cd胁迫引起湿地匍灯藓的丙二醛（MDA）积累,同时伴随可溶性糖和游离脯氨酸含量显著增加,其中可溶性糖含量与MDA含量显著正相关（P〈0.05）;可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）活性随Cd浓度增加均持续下降,而超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性却随Cd浓度增加而呈现逐渐上升趋势,其中可溶性蛋白和CAT活性均与MDA含量显著负相关（P〈0.05）,SOD活性则与MDA含量显著正相关（P〈0.05）,POD活性与MDA含量极显著正相关（P〈0.01）。Cd胁迫抑制或降解光合作用相关酶类、细胞膜质过氧化和蛋白质代谢紊乱可能是湿地匍灯藓遭受Cd毒害的主要原因;湿地匍灯藓通过增加可溶性糖含量、SOD和POD活性来抵御Cd的毒害,但由于CAT活性丧失,使湿地匍灯藓的防御系统崩溃,最终导致了湿地匍灯藓细胞的凋亡。可溶性糖、SOD和POD可以作为湿地匍灯藓防御Cd毒害的指标。     

海带硫酸多糖对镉毒害甜瓜幼苗的保护作用

以＂二叶一心＂期甜瓜（Cucumis melo L.）为材料,研究了沙培条件下不同浓度（0、0.1、0.25、0.35、0.7、1.1、2.2 g.L^-1）的海带硫酸多糖对150 mg.kg^-1氯化镉（CdCl2.2.5H2O）毒害下甜瓜幼苗的保护作用。结果表明,甜瓜幼苗的镉积累量、叶绿素含量、生物量、蛋白质含量、丙二醛（MDA）含量、膜透性以及抗氧化酶活性均与海带硫酸多糖浓度的变化具有相关性。随灌施海带硫酸多糖浓度的升高,甜瓜叶片和根系中镉积累量和渗透势持续下降,0.25 g.L^-1和0.35 g.L^-1的海带硫酸多糖水平下无显著差异,与其他浓度水平差异显著（P〈0.05）;叶绿素含量、生物量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性呈先上升后下降趋势,0.35 g.L^-1海带硫酸多糖水平下含量最高;MDA和膜透性则表现为先下降后上升趋势,且0.35 g.L^-1海带硫酸多糖水平下含量最低。综合来看,当海带硫酸多糖的浓度低于0.35 g.L^-1时,对镉毒害下的甜瓜幼苗有一定保护作用,高于0.35 g.L^-1时,不仅没有缓解镉毒害的作用,反而加重对甜瓜幼苗的伤害。     

湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）对Pb胁迫的生物标志物响应

采用浸没培养实验研究了不同浓度Pb胁迫下湿地匍灯藓（Plagiomniumacutum）的总叶绿素、丙二醛、可溶性糖、游离脯氨酸含量以及抗氧化酶活性等生理生化生物标志物的变化,以探讨Pb胁迫下湿地匍灯藓的受损和耐受机理。结果表明,湿地匍灯藓外表伤害症状与Pb胁迫浓度存在明显的剂量-效应关系;低浓度（20mg·L-1）Pb胁迫可以显著地促进湿地匍灯藓的总叶绿素含量增加,而中、高浓度（50mg·L-1）Pb胁迫则导致总叶绿素含量显著降低。湿地匍灯藓对Pb具有较强的生物富集能力,且藓体Pb的累积量与环境Pb浓度呈显著正相关。湿地匍灯藓体内MDA和游离脯氨酸含量随Pb胁迫浓度的增加表现为显著升高。可溶性糖含量仅在高浓度Pb胁迫下显著升高。可溶性蛋白含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均随Pb胁迫浓度的增加而显著下降,其中CAT活性的降幅最大,SOD活性随Pb胁迫浓度的增加逐渐显著增加。在高浓度Pb胁迫下,由于细胞膜脂过氧化和蛋白质变性失活所导致的膜保护体系损伤可能是湿地匍灯藓Pb中毒的主要原因,而渗透调节可能是其缓解Pb毒害的一种主要方式,SOD则在清除Pb胁迫产生的活性氧自由基过程中起重要作用。总叶绿素、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性蛋白、CAT和SOD可以作为湿地匍灯藓受Pb胁迫的敏感生物标志物。