纳米氧化铜对白菜种子发芽的毒害作用研究

纳米材料的生态毒性问题越来越受到人们的广泛关注。本文探讨了纳米氧化铜（22～75nm,平均43nm）对白菜种子发芽的影响,并以微米氧化铜和铜离子（Cu^2＋）进行对比分析。结果表明,各浓度处理（0．2、0．5、1、2．4、8mg·L^-2）纳米氧化铜对白菜种子发芽率与对照相比均无显著差异（P〉0．05）,但在较低浓度下（0．4mg·L^-1）对根伸长和芽伸长即表现出抑制作用。随着纳米氧化铜浓度增加,对根伸长抑制率显著提高,对芽伸长抑制率则缓慢提高,其半抑制浓度（IC50）分别为11．4mg·L^-1和1309．4mg·L^-1.100mg·L^-1时,微米氧化铜对白菜根、芽伸长的抑制率都小于20％,其毒性小于纳米氧化铜;但纳米氧化铜的毒性并非其溶解出的铜离子所致。     

纳米TiO2对油菜种子发芽与幼苗生长的影响

通过纸床培养,研究在不同浸种时间下,不同浓度的10nmTiO2悬浮液对油菜种子发芽及幼苗生长的影响。结果表明：浸泡时间为2h的各指标表现最显著,最适合作为纳米TiO2对油菜种子发芽和幼苗生长影响的浸种时间。浸种2h纳米TiO2的发芽势、发芽率、发芽指数抑制率与纳米TiO2浓度呈显著正相关,与浓度的对数作线性回归得出,IC20分别为1907、619．0、1039mg·L-1;总长、芽长、根长、总重、芽重、根重的激活率与纳米TiO2的浓度呈显著正相关,通过线性回归方程得出总长、芽长、根长、总重、根重的EC20分别为99．77、404．5、55．46、6918、2187mg·L-1。对各指标影响的敏感性大小为：发芽率〉发芽指数〉发芽势,根长〉芽长。因此,油菜发芽率与根长可以作为评价纳米TiO2生态毒性效应的较敏感指标。     

兽药污染土壤对小麦和白菜根伸长抑制的毒性效应

含有残留兽药的粪便作为有机肥施入农田,可造成农业土壤污染,对人类健康和生态系统产生潜在危害。为评价兽药污染的潜在生态影响,本试验采用室内生长箱培养的方法,测定了黄潮土在2种常用兽药土霉素、伊维菌素污染条件下,对2种作物（小麦和白菜）根伸长、芽伸长的抑制率,以及复合污染毒性效应。结果表明,土壤中土霉素、伊维菌素浓度与作物根伸长及芽伸长抑制率呈显著线性相关（P〈0．01）。2种兽药对植物根、芽伸长抑制强度为：伊维菌素〉〉土霉素;在药物的胁迫下,作物的根伸长较芽伸长敏感,2种作物的敏感性为：小麦〉白菜,小麦为兽药污染的敏感植物。土霉素和伊维菌素的复合污染产生明显的协同作用。     

微囊藻毒素在铜锈环棱螺肝组织中的累积降解及对3种酶活性的影响

把铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）暴露于不同浓度的有毒微囊藻藻液中（对照组：只投喂四尾栅藻（Scenedes musquadricanda）;混合藻组：50％四尾栅藻＋50％铜绿微囊藻（Microcystis aerugirtosa）;蓝藻组：只投喂铜绿微囊藻）,用酶联免疫检测法（Enzyme—linked immuno sorbentassay,ELISA）检测藻液和肝组织中藻毒素浓度,藻液中包括藻相和水相的总微囊藻毒素（MC）浓度分别为：对照组0ug·L^-1;混合藻组（14．47±1．22）ug·L^-1;蓝藻组（29．47±2．43）ug·L^-1。螺在两种不同毒素浓度藻液中暴露15d后再移人四尾栅藻藻液中降解15d。结果表明,暴露期间,混合藻组、蓝藻组螺肝组织中MC含量均为先增加后减少,再增加,且同期混合藻组MC含量都明显高于蓝藻组;作为机体代谢生物标志物的酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（ALP）活性随MC浓度及其暴露时间发生相应变化;作为解毒生物标志物的谷胱甘肽硫转移酶（GST）活性在混合藻组先被诱导后被抑制,在蓝藻组初期变化不明显后表现为诱导。在15d降解过程中,混合藻组和蓝藻组MC含量均持续下降;机体生物标志物ACP、AIJP和GST活性表现为不同程度的降低。本试验结果为ACP、ALP和GST活性作为MC胁迫的生物标志物提供了一些依据。     

多尺度纳米SiO2对水稻的生态毒理效应及临界指标研究

通过纸床培养,研究了在不同尺度（20．3、49．8和80．0nm）不同浓度SiO2对水稻种子发芽及幼苗生长的影响。结果表明,水稻的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、芽长抑制率与多尺度纳米SiO2浓度呈显著正相关（P〈0．01）,通过线性回归方程得出20．3、49．8和80．0nm SiO2的IC25分别为8．82、5．09、3．62、0．58、1．85、4．96g·L^-1;10．25、8．45、4．66、2．34、2．69、5．11g·L^-1和13．89、7．72、4．71、2．97、3．01、4．83g·L^-1。对各指标影响的敏感性大小为：活力指数〉根长〉发芽指数〉芽长〉发芽势〉发芽率。按最敏感指标的IC25可以判断多尺度纳米SiO2对水稻的毒性大小为：20．3nm〉49．8nm〉80．0nm。临界指标分析结果表明,20．3、49．8和80．0nm SiO2的临界值分别为：38．9、257．9和764．1mg·L^-1,表明纳米SiO2的直接毒性降低。     

微囊藻毒素（MC-LR）在黑麦草幼苗体内的积累及对其生长的影响

采用室内发芽试验方法,研究了不同浓度微囊藻毒素MC-LR对黑麦草种子发芽率、幼苗生长及幼苗体内抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响,同时用液相色谱/质谱法（L/MS法）检测MC-LR在黑麦草幼苗体内的积累。结果显示,随着MC-LR处理浓度升高,黑麦草种子发芽率逐渐降低;MC-LR对黑麦草幼苗株高和干重无显著影响;但4mg·L-1MC-LR处理对幼苗根长和鲜重具有显著抑制作用。MC-LR处理提高了黑麦草幼苗体内SOD和POD活性,但高浓度MC-LR对两种酶活性又具有一定抑制作用。随着MC-LR处理浓度升高,MC-LR在幼苗体内积累含量和生物富集系数逐渐增大。黑麦草幼苗体内可积累MC-LR,这有可能通过食物链途径对食品安全造成一定潜在风险。     

太湖夏季蓝藻水华期间产毒蓝藻基因型组成和种群丰度研究

采用基于mcyA基因的PCR-DGGE和定量PCR分子技术,研究了太湖夏季蓝藻水华期间不同湖区水柱和表层底泥中产毒蓝藻基因型组成和种群丰度,同时利用高效液相色谱（HPLC）法测定了水体中微囊藻毒素（Microcystin,MC）3种异构体（MC-LR、MC-YR、MC-RR）的浓度,为太湖蓝藻水华治理及其生态风险评估提供基础资料。结果表明,太湖产毒蓝藻有12种主要的基因型,不同湖区水体和底泥中基因型组成及其丰度存在差异,水体中基因型多样性高于底泥,所有样品中占优势的基因型是一致的,富营养化水平对产毒蓝藻群落结构有一定的影响。同时发现,水体中不同湖区产毒藻细胞种群丰度差异显著,富营养化水平高的湖区种群丰度也较高,底泥中产毒藻细胞种群丰度波动较小。水体中微囊藻毒素3种异构体中MC-LR浓度最高,其所占比例在湖区间有一定的差异,总微囊藻毒素浓度范围为0.54～1.08μg·L-1,部分湖区微囊藻毒素浓度超过WHO推荐的安全浓度阈值（〈1.0μg·L-1）,必须引起足够重视。     

铜绿微囊藻对亚硝态氮的利用

通过室内培养,研究了不同亚硝态氮浓度对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）生长的影响和藻对亚硝态氮的利用,实验分析了水体中亚硝态氮、硝态氮和铵态氮浓度的变化,测定了铜绿微囊藻的生长曲线、藻细胞内亚硝态氮含量和藻亚硝酸氧化酶（NOR）。结果显示,在10mgNO^-2-N·L^-1的处理组中,培养基中亚硝态氮和硝态氮浓度同时减少,说明铜绿微囊藻可以同时利用亚硝态氮和硝态氮;在20和30mgNO^-2-N·L^-1的处理组中,随着藻的生长培养基中亚硝态氮的浓度减少,硝态氮浓度增加,而且电泳实验显示此培养条件下铜绿微囊藻能产生亚硝酸氧化酶,表明培养基中的亚硝态氮被亚硝酸氧化酶氧化为硝态氮。本实验也表明高浓度的亚硝态氮（大于10mgNO^-2-N·L^-1）能够抑制藻的生长。     

乙草胺对种子发芽率的影响

以不同浓度的乙草胺对小麦种子及白菜种子进行发芽处理试验,通过试验得出,当乙草胺浓度高于400倍时,小麦的根长受浓度的影响呈现正相关。乙草胺浓度大于700倍液时对白菜种子的防治效果最好。小麦的根长及芽长生长正常,但浓度达到900倍液时,对白菜种子的防治效果会减弱。随着乙草胺浓度的升高,小麦种子的发芽率逐渐降低,随着乙草胺浓度的降低,对白菜种子发芽率的抑制作用会减弱。     

环境材料对铅、镉、砷胁迫下玉米种子萌发的影响

环境材料的应用是缓解重金属污染对植物种子萌发抑制作用的重要途径之一,采用水培试验方法,在含有重金属铅（100mg·L-1）、镉（30mg·L-1）、砷（10mg·L-1）的培养液中添加环境材料（高分子保水材料、煤基营养物质和吸附性矿物材料）,探讨不同环境材料及其组合对玉米种子萌发的影响。结果表明,与对照相比,各环境材料处理对重金属抑制玉米种子萌发均有不同程度缓解作用,且对根的伸长缓解效果较芽明显。高分子保水材料及其组合对缓解铅、镉、砷毒性作用明显;高分子保水材料、煤基营养物质和吸附性矿物材料组合对重金属毒害作物的缓解效果最大：该复合材料处理可使铅对玉米种子发芽率抑制率为零,芽长较对照减小64%;可使镉对玉米种子发芽率抑制率仅5%,而芽长较对照增加65%;可使砷对玉米种子发芽率增加26%,芽长较对照增加12%。     

Decomposition of microcystin-LR, microcystin-RR, and microcystin-YR in water samples submitted to in vitro dissolution tests

The presence of cyanobacterial toxins (microcystins) in waters and food increases the risk of toxicity to animal and human health. These toxins can degrade in the human gastrointestinal tract before they are absorbed. To evaluate this possible degradation, water samples spiked with known concentrations of microcystins MC-LR, MC-RR, and MC-YR, which are the toxins most commonly produced by such toxic cyanobacteria as Microcystis aeruginosa, Oscillatoria spp., and Nostoc spp., were submitted to a dissolution test that used gastric and intestinal fluids according to U.S. Pharmacopeia conditions. HPLC with UV detection was used to determine the toxins before and after treatments. This study revealed enzymatic alterations in gastric conditions for all the toxins assayed. MC-RR was the toxin most affected: its range of inactivation was 49-64%. The percentage of degradation for MC-YR and MC-LR was around 30%. However, none was degraded by intestinal digestion.     

锌对汞胁迫下小麦种子萌发的影响

通过溶液培养研究了不同浓度锌（Zn）对汞（Hg）胁迫下小麦种子萌发率、芽长、根长以及萌发过程中α淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性的影响。结果表明,单独Hg（15mg·L-1）胁迫下,小麦种子萌发率降低,根长与芽长受到抑制,α淀粉酶与过氧化氢酶活性降低,蛋白酶活性升高。加入10~100mg·L-1Zn后,种子萌发率未表现出明显变化,根长、芽长及α淀粉酶受抑制情况缓解,缓解程度随Zn浓度升高而下降,表明Zn可在一定程度上缓解Hg对小麦种子的毒害,但须在一定浓度范围内;10mg·L-1Zn减弱了Hg单独胁迫对小麦种子蛋白酶活性的促进作用,使其恢复至接近对照水平,20~100mg·L-1Zn则表现出对蛋白酶的抑制作用,使其活性低于对照水平,并且随Zn浓度升高呈下降趋势。Zn的加入对Hg单独胁迫下活性降低的过氧化氢酶未表现出缓解抑制的作用,反而进一步抑制了酶的活性,并且随着Zn浓度升高,抑制作用逐渐加强。因此,Zn的加入可在总体上缓解Hg胁迫对小麦种子萌发的影响,最适Zn浓度为10mg·L-1,但这种缓解作用只表现在部分方面。     

水库微囊藻毒素3种异构体的年变化过程研究

应用高效液相色谱,对华北地区某水库5个采样点水体中微囊藻毒素（MC-LR、RR和YR）3种异构体进行了为期1a的监测,研究3种异构体随时间的变化规律及相互关系。结果表明,水体中3种异构体（-LR、YR和RR）含量分别为0.941±1.338、0.365±0.647和（2.893±5.387）μg·L-1;3种异构体出现时间不一样,LR异构体出现时间最早,在4月下旬即可检测到,而RR和YR异构体则需到5月中旬才能检测到;3种异构体峰值出现时间也不一致,LR和YR异构体峰值出现在8—9月,而RR异构体出现时间较晚,到10—11月才达到全年最高值;LR和RR异构体的含量比较高,是主要毒素,5—11月,其比值由2.20降到0.04,这与水体中的N/P比值有关,它随N/P比值的减少而减少。     

4种多年生禾本科牧草种子萌发对Na2CO3胁迫的响应

采用培养眦室内培养方法,研究了4种多年生根茎型耐旱植物俄罗斯新麦草（Elymus junceus Fisch）、苇状羊茅（Festucaarundinacea Schreb）、羊草（Leymus chinensis Trin．Trzvel．）和高冰革（Agropygron elongatum Host Nevski）种子对不同浓度（0、25、50、75和100mmol·L^-1）Na2CO3胁迫及胁迫解除后种子发芽率和幼苗生长的响应。结果表明,4种牧草发芽率均在没有Na2CO3胁迫时最高,且以苇状羊茅最高达到96．8％,羊草最低73．1％;随着胁迫浓度的增加发芽率呈下降趋势,高冰草在100mmol·L^-1Na2CO3下发芽率仍达到14．9％,而其他3种牧草在此浓度下没有观察到萌发的种子。4种牧草的发芽速率均与Na2CO3浓度呈显著负相关,相同Na2CO3浓度下,4种牧草中苇状羊茅最高,羊草最低。Na2CO3胁迫对根长的抑制明显高于苗长,且对不同物种影响不同;75mmol·L^-1Na2CO3胁迫下,除了高冰草根长为3．4cm之外,其他3个物种根的伸长几乎完全被抑制。解除胁迫后,羊草种子发芽恢复最快,且发芽率与原Na：CO,浓度成正比;高冰草、俄罗斯新麦草和苇状羊茅几乎均为0。上述结果说明,4种牧草中,种子萌发期以高冰革耐Na2CO3能力最强,其次是俄罗斯新麦草和苇状羊茅,羊草种子最差;但当胁迫解除后,羊草种子具有较高的萌发恢复率,这也是其适应盐碱环境的一个重要原因.     

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。     

棉秆腐解液对棉花种子萌发及幼苗生长的影响

针对新疆棉区长期连作与棉花秸秆还田的普遍现象,采用生物测定的方法,研究了棉秆腐解液对棉花自身的化感作用。结果表明,棉秆腐解液对棉花种子萌发及幼苗生长的影响表现出“低促高抑”,抑制作用随腐解液浓度增大而增强。2.5、5 g·L^-1的腐解液能提高棉花种子萌发率,促进胚根生长,而10、20、30 g·L^-1的浓度则产生抑制作用。5 g·L^-1处理棉花幼苗的根长、株高等指标显著高于对照。过高的腐解液浓度（〉10 g·L^-1）使棉苗根系活力减弱,抑制棉花幼苗根的生长发育,使植株叶片叶绿素含量降低,从而导致根重、根长、株高等下降,20、30 g·L^-1两处理根鲜重与根长均显著低于对照。在5、10 g·L^-1的浓度范围内,棉花幼苗体内SOD、POD活性分别增高,超过以上浓度则酶活性开始下降,20 g·L^-1以上浓度使MDA含量急剧增高。     

硒的价态与浓度水平对6种植物种子发芽和根际生长的影响

本文研究了硒的价态（Se6＋和Se4＋）和浓度水平（0～100mgSe·L-1）对6种植物（大麦、小麦、花椰菜、萝卜、苜蓿和欧芹）种子萌发和根际生长特性的影响。结果表明,低浓度硒（〈1mgSe·L-1）对种子发芽促进作用不明显,而高浓度硒（〉4mgSe·L-1）则有显著抑制作用,不同种子对硒的抗性表现不同。根长和芽长的测定结果表明,低浓度对花椰菜和小麦种子生长具有显著促进作用,对欧芹种子表现出抑制作用。较高浓度（1～4mg·L-1）即对花椰菜、苜蓿和欧芹的根生长表现出抑制作用,高浓度对小麦、大麦和萝卜根生长有抑制作用,且使芽生长受到抑制的硒浓度高于根生长。比较价态,低硒时六价对花椰菜生长的促进作用显著高于四价,高硒时小麦和苜蓿对硒的抗性表现为六价硒强于四价硒,其余科属差异不显著。不同科属对硒的抗性为禾本科小麦和大麦最强,十字花科花椰菜和萝卜次之,豆科苜蓿较差,伞形科欧芹最差。