Cd,Pb复合污染对印度芥菜抗氧化酶活性的影响

运用二因素(Cd、Pb)五水平回归正交设计,采用盆栽试验法,对比研究了Cd、Pb复合污染胁迫对印度芥菜和油菜MDA含量,以及SOD、POD和CAT活性的影响。结果表明:在Cd、Pb复合污染胁迫下,印度芥菜和油菜MDA含量显著上升,升幅分别为13.89%～118.47%,24.22%～231.22%。油菜MDA含量上升幅度显著高于同处理印度芥菜,重金属毒害症状明显。Cd、Pb复合污染对印度芥菜和油菜体内3种抗氧化酶活性的影响效应明显不同。随着Cd、Pb复合浓度的增加,Cd、Pb协同使印度芥菜SOD活性总体上呈显著上升趋势,SOD活性最大值与对照相比上升了20.12%,而POD和CAT活性则呈先显著上升后下降的变化趋势,但POD和CAT活性最小值与对照差异不显著,且Cd、Pb之间未产生复合效应;对于油菜来说,随着Cd、Pb复合浓度的增加,SOD和POD活性总体呈显著下降趋势,最小值与对照相比分别降低了21.58%,19.06%。Cd、Pb对SOD和POD活性产生了复合效应,但主要表现为Cd的极显著抑制作用。CAT活性则呈先上升后下降的变化趋势,CAT活性最大值与对照相比上升了26.24%,最小值与对照相比降低了10.96%。因此,综合分析可知,与普通植物相比,印度芥菜能够通过调节体内的抗氧化酶活性,主要是SOD活性来提高对镉铅复合污染的生态适应性,因而表现出较高的耐受性。     

Pb,Zn对超富集植物(小鳞苔草)抗氧化酶活性的影响

通过人工气候箱盆栽实验,研究Pb,Zn及其复合胁迫对小鳞苔草(Carex gentilisFranch.)根和叶中SOD,POD及CAT活性的影响。结果表明:叶片SOD活性随Pb和Zn浓度增加均呈缓慢上升趋势,根部SOD则表现为有升有降的过程,Pb Zn复合处理可提高根部和叶片SOD活性,最高分别为201.8 U/gFW和233.1U/gFW。根部POD活性随Pb,Zn浓度增加均出现不同程度提高,但叶片POD活性呈有升有降的过程;根部和叶片POD在Pb Zn复合处理中活性增幅明显,最高分别为对照的7.47倍和1.49倍。根部和叶片中CAT在Pb,Zn及其复合处理中活性均受到不同程度的抑制。方差分析显示,Pb对根部3种酶活性影响显著;Zn对叶片POD活性影响显著;Pb Zn互作对植株体内POD和根部SOD影响极显著。经综合分析,小鳞苔草在Pb,Zn及其复合胁迫条件下,SOD和POD起主要作用,并具有耐Pb高浓度胁迫的抗氧化酶活性调控能力,可望在中国西部铅锌复合污染区植物修复中提供一种新资源。     

Pb,Zn对超富集植物（小鳞苔草）抗氧化酶活性的影响

通过人工气候箱盆栽实验,研究Pb,Zn及其复合胁迫对小鳞苔草（Carex gentilisFranch.）根和叶中SOD,POD及CAT活性的影响。结果表明：叶片SOD活性随Pb和Zn浓度增加均呈缓慢上升趋势,根部SOD则表现为有升有降的过程,Pb＋Zn复合处理可提高根部和叶片SOD活性,最高分别为201.8 U/gFW和233.1U/gFW。根部POD活性随Pb,Zn浓度增加均出现不同程度提高,但叶片POD活性呈有升有降的过程;根部和叶片POD在Pb＋Zn复合处理中活性增幅明显,最高分别为对照的7.47倍和1.49倍。根部和叶片中CAT在Pb,Zn及其复合处理中活性均受到不同程度的抑制。方差分析显示,Pb对根部3种酶活性影响显著;Zn对叶片POD活性影响显著;Pb＋Zn互作对植株体内POD和根部SOD影响极显著。经综合分析,小鳞苔草在Pb,Zn及其复合胁迫条件下,SOD和POD起主要作用,并具有耐Pb高浓度胁迫的抗氧化酶活性调控能力,可望在中国西部铅锌复合污染区植物修复中提供一种新资源。     

Cd、Pb、Cu、Zn、As复合污染对杂交水稻苗的联合生理毒性效应及临界值

通过室内土培试验,研究了不同浓度的Cd、Pb、Cu、Zn、As等5种重金属复合污染对水稻苗的联合生理毒性效应,并对其临界值进行了探讨。结果表明:5种重金属污染对水稻苗的联合生理毒性效应随其污染浓度的增加而显著增强,剂量—效应关系明显。除处理(1)外,其余各处理对水稻苗体的诸项生长指标的抑制均达到了极显著的程度(P<0.01),且对根长的抑制明显大于苗长。随着复合重金属污染浓度的增大,水稻苗叶片中叶绿素含量急剧减少;丙二醛(MDA)含量迅速增加;POD和SOD酶活性呈先升后降的变化趋势。铅锌尾矿和矿毒水污染对水稻苗生长和各项生理生化指标的影响也均达到了极显著程度,但在二者污染下,POD和SOD酶活性均高于对照,铅锌尾矿的毒性效应大于矿毒水。以酶活性为参考指标,可以将土壤环境质量二级标准上限值设定为土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、As等5种重金属对该水稻品种的临界毒性效应值。     

镉、铅及其复合污染对萝卜生理生化特性的影响

通过土培与水培试验,研究了Cd、Pb单一及复合污染对萝卜生理生化特征的影响。结果表明,随着Cd、Pb处理浓度升高,萝卜叶片的叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著下降,且生长前期下降程度明显高于后期。Cd、Pb处理使叶片硝酸还原酶（NR）活性以及根系活力显著下降,叶片细胞膜透性（CMP）显著升高。Cd对萝卜生理生化特征的毒害作用强于Pb,Cd、Pb复合污染的毒性效应强于单一污染,表现为协同作用。     

不同浓度Hg2+ 、Cr3+ 和Pb2+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,与对照相比均呈差异显著性;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Cr 3+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。     

镁对大豆叶片细胞膜透性和保护酶活性的影响

采用溶液培养方法研究不同的镁水平对两个大豆品种在五叶期和盛花期叶片细胞膜透性和保护酶活性的变化。结果表明,在缺镁胁迫下,大豆叶片的质膜透性(MP)和丙二醛(MDA)含量显著增加,产生的活性氧物质诱导超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性升高,而过氧化氢酶(CAT)活性下降;而施镁则能明显降低大豆叶片MP和MDA含量,提高CAT活性,有利于大豆抗膜脂过氧化胁迫。在施镁1～10.mg/L浓度下,大豆叶片的质膜透性和MDA以及SOD和POD活性均达最低值,而CAT活性则达最高值。说明在低镁胁迫下,大豆叶片的CAT活性受到抑制,而适量施镁则大大增强了CAT活性,有利于大豆体内活性氧的清除和抗逆境胁迫能力的提高。各处理下,大豆盛花期SOD和CAT活性明显降低,说明随着时间的延长,大豆叶片细胞内产生过多的活性氧超出了酶的防御能力,造成了酶活性伤害,而POD活性则变化不大;说明POD对活性氧具有较强的耐受性,是盛花期时起主要清除活性氧的作用的保护酶。本试验表明,大豆体内保护系统所存在的酶类在抵御逆境胁迫中相互协调,协同抗氧化。     

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。     

镉硫交互对东南景天抗氧化酶活性的影响

通过营养液培养试验研究不同硫镉水平对超积累东南景天抗氧化酶活性的影响。结果表明,在增施镉水平下东南景天叶片的MDA含量随着硫水平增加显著降低,Cd0水平下S2处理显著降低MDA含量达12.4%。相反,东南景天叶片的MDA含量随着镉水平的提高显著增加18.4%～137.7%。镉硫交互对超积累东南景天叶片抗氧化酶活性有显著影响。超积累东南景天叶片SOD活性随着硫、镉水平的增加而增加,以S3〉S2〉S1,Cd100〉Cd10〉Cd0。增施硫显著提高Cd10和Cd100水平下东南景天叶片POD活性。在S1,S2水平下,增加Cd水平东南景天叶片POD活性显著增加,POD活性以Cd10〉Cd100〉Cd0。超积累东南景天叶片CAT活性随着硫水平增加而增加8.9%～21.3%,CAT活性随着Cd水平的增加而显著增加,增幅以S1和S2水平下较大。随着S,Cd水平的增加东南景天叶片的APX活性显著增加。镉硫交互对4种抗氧化酶的效应以APX〉CAT〉POD〉SOD。     

表油菜素内酯对汞胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响

为探讨表油菜素内酯(EBR)对小麦幼苗汞胁迫的调控作用,采用营养液水培法,研究汞胁迫下叶面喷施24-表油菜素内酯对小麦幼苗生长、叶片MDA及H2O2含量、质膜透性、抗氧化酶活性、抗氧化物质含量的影响。结果表明,50 mg·L-1汞处理小麦幼苗后,小麦幼苗的株高和干重显著降低,叶片的MDA、H2O2含量和质膜透性增加,SOD、POD和CAT活性下降,As A、GSH含量降低。与单独汞胁迫相比,叶面喷施一定浓度EBR促进了小麦幼苗的生长,降低了小麦幼苗叶片的MDA和H2O2含量,减小了质膜透性,提高了SOD、POD和CAT活性,增加了抗氧化物质As A、GSH含量,提高了As A/DHA、GSH/GSSG的比值,以EBR浓度0.01 mg·L-1为宜。综上,外源EBR可缓解汞胁迫对小麦幼苗的伤害,其机制可能与EBR能提高抗氧化酶活性及抗氧化物质含量、降低MDA和H2O2含量有关。本研究结果为降低汞污染土壤对作物生长的毒害作用提供了依据。     

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160 mmol/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.     

施磷对吊兰修复镉污染土壤及土壤酶活性的影响

选用吊兰进行室内盆栽,研究在Cd污染土壤中,施用不同剂量磷肥对吊兰生理指标、土壤酶活性等的影响,为合理施用磷肥,提高Cd污染土壤的植物修复效果提供参考依据。结果表明:吊兰在100mg/kg的Cd污染土壤中能正常生长,施P对吊兰的叶绿素、细胞膜透性、抗氧化酶活性影响显著(p0.01),表现为低浓度促进,高浓度抑制作用。当施磷量为200mg/kg时,叶绿素含量、CAT酶活性最大,外渗电导率和MDA含量最低,POD酶活性开始上升,说明施磷能使吊兰的细胞膜受害程度最低,抗氧化作用增强。同时,施P有利于改善Cd污染土壤的酶系统,对过氧化氢酶、脲酶的活性表现为低浓度促进、高浓度抑制,对蔗糖酶的活性表现相反,对磷酸酶的活性表现抑制作用;且200mg/kg的磷处理时,过氧化氢酶、脲酶的活性最高,蔗糖酶的活性最低。4种土壤酶活性均与P浓度呈高度相关性(p0.05),相关性为脲酶过氧化氢酶蔗糖酶磷酸酶。     

水分条件对豌豆保护酶活性及膜脂过氧化的影响

为探讨不同水分条件对豌豆保护酶系统和膜脂过氧化的影响,采用盆栽人工控水试验方法,模拟干旱胁迫及复水条件,研究了不同水分处理对花荚期豌豆叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及过氧化产物丙二醛(MDA)含量和脂膜相对透性(RC)的影响,并对花荚期豌豆抗氧化能力进行了综合评价.结果表明:不同程度干旱胁迫历时5 d时并未影响豌豆叶片SOD、CAT活性,但有明显的滞后效应.重度干旱胁迫历时10 d可显著降低豌豆叶片SOD、CAT活性,显著提高MDA含量.不同程度的干旱胁迫均导致豌豆叶片POD活性提高,膜脂相对透性加大.复水可对干旱胁迫所造成的CAT、POD活性变化产生显著补偿作用,对SOD活性变化产生超补偿作用.同时,可显著降低MDA含量和脂膜相对透性;干旱胁迫历时10 d内和复水历时10 d内,豌豆有较强的抗氧化能力,仅在重度胁迫10 d后复水历时达到10 d时抗氧化能力趋弱.     

重金属镉、铜、镍复合污染对土壤酶活性的影响

采用回归正交设计方案，研究了Cd、Cu、Ni复合污染对6种土壤酶（脲酶、转化酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶）活性的影响。结果表明：6种土壤酶活性与Cd，Cu，Ni复合污染之间均呈显著或极显著的相关关系，但Cd，Cu，Ni复合污染对各种土壤酶活性的影响存在着明显差异。在复合效应影响中，重金属对土壤酶活性的抑制效应顺序为：Cd〉Cu〉Ni，Cd，Cu对土壤酶的活性多表现为抑制作用，而Ni多表现为激活作用，Cd，Cu，Ni对磷酸酶均表现出一定的激活效应。Cd，Cu，Ni复合污染对脲酶和脱氢酶具有相当大的毒性。因而认为脲酶、脱氢酶活性可作为指示土壤Cd，Cu，Ni复合污染程度的主要预警指标。     

铅胁迫对紫穗槐光合作用及生理生化特征的影响

以紫穗槐幼苗为材料,通过盆栽试验,研究不同浓度(0、100、300、600 mg·kg~(-1))铅(Pb)胁迫条件下,紫穗槐叶片中的丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性等生理指标和光合作用参数以及叶绿素荧光参数对Pb胁迫的响应。结果表明:紫穗槐叶片中MDA含量和电解质外渗率随着Pb胁迫程度的增加呈升高趋势,Pb胁迫提高了紫穗槐叶片中抗氧化酶SOD、POD的活性;100 mg·kg~(-1)Pb胁迫处理下,紫穗槐净光合速率(Pn)显著高于对照组;Pb胁迫浓度达到300 mg·kg~(-1)时,紫穗槐抗氧化酶活性、相对叶绿素含量(SPAD值)显著升高;600 mg·kg~(-1)Pb胁迫下CAT活性开始有所降低,光合作用降低主要受非气孔限制因素的影响,对紫穗槐叶绿素荧光特性未造成严重损伤。说明紫穗槐对环境中Pb(600 mg·kg~(-1))污染的耐受能力较强。     

Cd、Pb单一及复合污染下土壤酶生态抑制效应及生态修复基准研究

由于土壤酶活性可有效地反映土壤重金属的污染程度,因此,本文通过研究Cd、Pb单一及复合污染对土壤酶（脱氢酶、磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶和蔗糖酶）活性的影响,以期选取合适的土壤酶指标作为Cd、Pb污染的生物标记物,为建立Cd、Pb污染生态修复的基准提供科学依据。研究结果表明,不同的土壤酶活性对Cd、Pb的敏感性各不相同,并且酶活性随土壤重金属浓度增加表现为叠加效应或拮抗效应。Cd、Pb单一及复合污染对脲酶活性抑制作用显著,Cd、Pb复合污染对脲酶活性表现为叠加效应,因此,脲酶可作为土壤Cd、Pb污染的生物标记物。通过半数生态剂量模型研究发现：Cd、Pb污染下,50%脲酶活性受抑制的毒性阈值分别为2273和2703;Cd污染土壤的生态修复基准值为1.33mg·kg-1,Pb污染土壤的生态修复基准值为106mg·kg-1。     

镉、锌、铅单元素及其复合污染 与土壤过氧化氢酶活性关系的研究

试验研究潮褐土中Cd、Zn、Pb单元素及其复合污染与土壤过氧化氢酶活性的关系结果表明,单因素处理Zn主要表现为抑制作用,并与土壤过氧化氢酶活性间存在显著线性负相关;Cd<10mg/kg时表现为激活作用,达50mg/kg时表现为抑制作用,并与土壤过氧化氢酶活性间存在显著指数负相关;而Pb主要表现为激活作用,与土壤过氧化氢酶活性间存在显著线性正相关,且单因素Cd、Zn、Pb对土壤过氧化氢酶活性抑制顺序为Zn>Cd>Pb。复合污染条件下重金属Cd、Zn、Pb交互作用较复杂,Cd、Zn对土壤过氧化氢酶活性交互作用表现出协同抑制负效应特征;而Pb表现出明显的拮抗作用或屏蔽效应,尤其Pb浓度高时其屏蔽作用明显。同浓度Cd、Zn其复合因素处理土壤过氧化氢酶活性高于单因素处理,而Pb复合因素处理土壤过氧化氢酶活性明显低于单因素处理。     

铜、镉、砷单一及其复合污染对浮萍的毒性效应

通过实验室水培试验研究不同浓度处理水平下Cu、Cd、As单一及其复合污染对紫背浮萍叶绿素和丙二醛浓度的影响结果表明,同一浓度处理水平下,单一重金属污染对浮萍叶绿素的生态毒性效应为Cd>Cu>As,对丙二醛的生态毒性效应为Cd≈As>Cu。与单一污染相比,As Cd和Cu Cd复合污染对浮萍叶绿素毒性增强,表现为协同作用,加强了对浮萍叶细胞的伤害;而As Cu和As Cu Cd复合污染对叶绿素联合毒性作用趋向于毒性减少的拮抗作用。复合污染对浮萍丙二醛的生态毒性效应情况则较复杂,除As Cd外其余3种复合污染组合对浮萍细胞膜均有一定增透作用。     

DBP和Cd复合污染对油菜的毒性作用研究

通过盆栽试验,研究了不同浓度的DBP(0,5,10,20,30,50,100mg/kg)和Cd(5mg/kg)复合污染对油菜抗氧化酶系统(SOD、CAT、POD)活性、MDA含量、游离脯氨酸含量和可溶性蛋白含量的影响。结果表明,随着DBP浓度的升高,油菜抗氧化酶系统活性、游离脯氨酸及可溶性蛋白含量均呈先升高后降低的趋势;当DBP浓度为5,10mg/kg时,SOD和CAT活性比对照组显著提高,在一定程度上减轻了油菜受到的毒害作用;当DBP浓度为50,100mg/kg时,SOD和POD活性、游离脯氨酸及可溶性蛋白含量与对照组比均显著降低,说明高浓度的DBP可能进一步加剧了油菜受到的毒害作用;随着DBP浓度的升高,油菜MDA含量也逐渐升高,并与对照组比差异显著,说明其细胞膜脂质过氧化作用逐渐加重。     

Cd Pb单一及复合污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏SOD和MT的影响

以实验室培养的铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）为测试生物,采用28d沉积物生物毒性测试研究了Cd、Pb单一及复合污染沉积物对铜锈环棱螺肝胰脏超氧化物歧化酶（SOD）活性和金属硫蛋白（MT）含量的影响,并分析了Cd和Pb对SOD和MT的联合作用特征。结果表明,Cd、Pb单一污染沉积物均对肝胰脏SOD活性具有显著的促进作用,且SOD活性随胁迫浓度的增加而升高,中、高浓度Pb胁迫下的SOD活性显著高于相应浓度的Cd胁迫。低浓度Cd、Pb单一胁迫对MT没有影响,中、高浓度Cd胁迫引起MT水平显著升高,而中、高浓度Pb胁迫导致MT水平显著下降。低、中和高浓度Cd-Pb复合胁迫均对肝胰脏SOD活性具有显著的促进作用,且SOD活性随胁迫浓度的增加而升高,但低于Cd、Pb单一胁迫下的SOD活性。低浓度Cd-Pb联合胁迫对MT没有影响,中、高浓度Cd-Pb联合胁迫导致MT含量显著升高。SOD对Cd-Pb联合胁迫的敏感性高于MT。析因分析表明,Cd-Pb对SOD的联合作用表现为拮抗作用;中、高浓度Cd-Pb对MT的联合作用表现为相加作用,其交互作用机理有待进一步研究。