密叶绢藓抗氧化酶活性对模拟酸雨与镉复合胁迫的响应

通过实验室模拟试验,研究重金属镉（Cd）和模拟酸雨复合污染对密叶绢藓抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着酸雨强度的增强和Cd浓度的增加,密叶绢藓叶绿素含量持续降低,在Cd浓度为50 mg·L^-1,pH值3.5时达到最小值,比对照低了47.93%;丙二醛（MDA）含量逐渐升高,在Cd浓度为20 mg·L^-1,2种强度酸雨（pH值4.5,3.5）处理下的MDA含量达到高峰,与对照组相比,分别高出了103.26%和124.37%;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性则是先升后降的趋势。说明酸性条件下重金属离子对植物细胞产生氧化胁迫作用,且复合胁迫毒性效应大于单一胁迫。     

咖啡幼苗对镉胁迫的生理响应

[目的]为了研究镉对咖啡幼苗生理特性的影响。[方法]以小粒种咖啡为供试植物,采用盆栽方法,在镉胁迫处理60 d后进行超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)以及叶绿素含量生理指标的测定。[结果]当镉浓度在0~80 mg/L范围内,咖啡幼苗叶绿素含量先上升后下降,CAT、POD、SOD活性先升高后下降,MDA含量则一直呈现增加的趋势。[结论]镉胁迫下咖啡幼苗的膜系统受到过氧化损伤。     

硒对镉胁迫下玉米幼苗生理特性的影响

本文研究了镉胁迫下添加不同浓度亚硒酸钠(1、3、6、12 mg/L)对玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶活性、谷胱甘肽代谢酶活性、AsA和GSH含量、抗坏血酸和谷胱甘肽氧化还原状态、叶绿素含量以及单株鲜重等指标的影响。结果表明,镉胁迫显著降低了玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶DHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶γ-GCS和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著增加了AsA-GSH循环代谢酶GR和MDHAR活性以及MDA和H2O2含量。与镉单独处理相比,添加不同浓度亚硒酸钠均显著提高了AsA-GSH循环代谢酶DHAR、MDHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶GPX和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著降低了MDA和H2O2含量。除12 mg/L亚硒酸钠对GR和γ-GCS活性无显著影响外,其他浓度亚硒酸钠均显著增加了GR和γ-GCS活性。在所有亚硒酸钠处理浓度中,3 mg/L亚硒酸钠的处理效果最好。上述结果表明,亚硒酸钠可以增强玉米幼苗的抗氧化能力,从而增强玉米幼苗对镉胁迫的耐受性。     

基于GC-MS分析酸雨与镉复合胁迫对玉米幼苗代谢物的影响

为了探讨酸雨与重金属镉复合胁迫对玉米幼苗生长的影响机制,进行了不同强度酸雨单一处理和不同强度酸雨与Cd2+含量为5 mg/kg的复合处理2组系列试验,基于气相色谱-质谱(GC-MS)技术分析其差异代谢物及相关的代谢通路。结果表明,2种胁迫均引起玉米幼苗代谢物中氨基酸含量变化;单一胁迫诱导下苹果酸、柠檬酸显著升高,同时复合胁迫后玉米幼苗三羧酸循环紊乱;2种胁迫下,葡萄糖、蔗糖均显著升高,能量代谢受阻,并且腐胺和肌醇抗逆物质含量显著升高。酸雨与镉复合胁迫对玉米幼苗代谢物影响的作用机制主要是通过阻碍三羧酸循环和抑制光合作用进行的。     

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、10-4mol·L-1),胁迫不同时间(5、10、15d)后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度(10-6mol·L-1)及中浓度(10-5mol·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(10-4mol·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。     

模拟酸雨对大麦幼苗部分生理特性的影响

采用室内培养法,研究了不同pH值的模拟酸雨胁迫对大麦幼苗叶片细胞膜透性、丙二醛含量、抗氧化酶活性及叶绿素含量的影响。结果表明,在模拟酸雨胁迫下,大麦幼苗叶片细胞膜透性(CMP)和丙二醛(MDA)含量随酸雨强度的增加而上升,且二者呈显著正相关;过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升后降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性持续上升;叶绿素(Chl)含量明显下降。试验表明,酸雨诱导了活性氧自由基产生,使抗氧化酶系统失调,造成活性氧产生和清除之间的不平衡,从而加速膜脂过氧化作用、破坏膜透性、降解叶绿素,最终导致光合作用下降。     

木麻黄幼苗对酸雨胁迫的生理效应

通过研究不同pH值的酸雨胁迫对木麻黄Casuarina equisetifolia幼苗部分生理特征的影响，结果表明，随酸雨pH值下降，超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素含量及叶绿素a/b值逐渐下降，与酸雨pH值呈显著正相关，其相关系数分别为0.974、0.981及0.979；过氧化物酶(POD)活性和蛋白质含量则逐渐增加，与酸雨pH值呈显著负相关，其相关系数分别为-0.943、-0.920；过氧化氢酶(CAT)活性先升后降。     

镉胁迫对一年生黑麦草生理生化特性的影响

通过盆栽试验,研究不同浓度镉(0、50、100、200、300 mg/kg)胁迫对一年生黑麦草(Tagetes patula L.)成年植株叶绿素和丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性的影响。结果表明:低浓度镉(50mg/kg)胁迫叶绿素含量略有减少,但随着胁迫浓度的升高,叶绿素含量与对照显著减少;MDA含量随着镉胁迫浓度增加呈现先降后升的变化趋势,300mg/kg时达到最高值;SOD、CAT、POD活性随镉浓度升高,均表现出先升后降的变化趋势。可见,一年生黑麦草对重金属镉具有一定的耐受性,为植物重金属修复方面提供参考。     

大叶种普洱茶幼苗对镉胁迫的生理响应

[目的]为了研究镉对大叶种普洱茶幼苗叶绿素含量以及过氧化氢酶（CAT）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性以及丙二醛（MDA）含量等生理特性的影响.[方法]以长叶白毫茶苗为供试植物,采用砂培方法.[结果]当镉浓度在0～80mg/L范围内,茶幼苗叶绿素含量先上升后下降;CAT、POD活性先升高后下降;而SOD活性随着镉浓度的增加含量均逐渐下降,MDA含量则一直呈现增加的趋势.[结论]镉胁迫下大叶种普洱茶幼苗膜系统受到一定程度的破坏.     

镉胁迫对小型西瓜幼苗生长及脂膜过氧化的影响

以小型西瓜为材料,研究了土壤中不同浓度镉对其幼苗生长及脂膜过氧化的影响。结果表明:Cd2+浓度小于15mg.kg-1时,对根系的生长有一定的促进作用;当浓度大于45mg.kg-1时,开始对根系的生长有明显的抑制作用。相关分析表明:土壤中Cd2+浓度与西瓜幼苗叶片叶绿素总量间极限著负相关。H2O2含量、MDA含量随着土壤中Cd2+浓度的升高而增加,且与Cd2+浓度间极限著正相关。在低浓度Cd2+胁迫条件下,SOD、POD活性变化不显著,而CAT活性变化显著,且CAT活性变化与H2O2含量、MDA含量极显著负相关。镉胁迫引起保护酶活性降低,是引发脂膜过氧化进而导致西瓜幼苗生长受到影响的重要原因。     

模拟酸雨对榉树生理特性的影响

选择2年生国家二级重点保护植物榉树为研究对象,设置4个酸雨梯度(pH值设为2.5、3.5、4.5、5.6,其中pH 5.6为对照),进行为期2.5个月的试验,研究不同强度的模拟酸雨对榉树气体交换参数、叶绿素含量和抗氧化酶活性等的影响。结果表明:随着胁迫酸雨pH值的减小,榉树叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量均升高,且二者呈显著正相关;净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)均先升后降;胞间CO2浓度(Ci)呈逐渐降低;而气孔限制值(Ls)则逐渐增大;叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)的含量逐渐降低,但Chl a/Chl b无显著变化;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性呈先升后降的单峰曲线变化,其中pH 3.5处理的SOD活性最大,pH 4.5处理的CAT及POD活性最大。榉树叶片在pH 4.5时Pn值最大,抗氧化酶活性高,受到的伤害小,可以考虑作为华东地区园林绿化物种。     

模拟酸雨对花生生长和一些生理指标的影响

采用盆栽花生喷施不同酸度的模拟酸雨的方法,研究了模拟酸雨对花生叶片可见性伤害、植株分枝数、株高、叶绿素含量和丙二醛含量的影响.结果表明:模拟酸雨对花生的伤害和酸雨的pH值密切相关,在pH≤3.0 的时候,叶片出现可见性伤害,叶绿素含量降低、丙二醛含量升高.     

模拟酸雨条件下铁硅材料和生物炭对土壤镉砷形态及生物有效性的影响

采用温室盆栽实验,研究了模拟酸雨条件下铁硅材料、鸡粪及其高温裂解生物炭单施或复配对土壤Cd、As形态及生物有效性的影响。结果表明:酸雨导致土壤p H值显著降低,并提高土壤有效态Cd、As含量,几种钝化剂的添加能提高土壤p H值0.41~1.34个单位,铁硅材料与生物炭组合能显著降低土壤Cd、As有效态含量。酸雨对蔬菜的生长有显著抑制作用,并促进重金属在蔬菜体内积累,且显著增加铁硅材料和生物炭单一处理蔬菜对Cd、As的吸收,而铁硅材料与生物炭复合处理可以有效抵御酸雨的不良影响。土壤重金属的化学形态分析显示,酸雨处理显著提高土壤中水溶交换态Cd(1 mol·L-1Mg Cl2提取)比例,降低有机硫化物态和残渣态Cd比例。铁硅材料与生物炭复合处理(IS+BC700)土壤中水溶交换态Cd显著降低,土壤中Cd形态主要向铁-锰氧化物结合态和有机硫化物结合态转化且土壤中残渣态Cd比例升高,从而显著降低其生物有效性。IS+BC350组合处理显著降低土壤中非专性吸附态As比例。本研究表明铁硅材料与生物炭的组合可以有效缓解酸化条件下镉砷复合污染农田土壤重金属对作物的毒害作用。     

模拟酸雨胁迫对油冬菜生理特性的影响

[目的]研究模拟酸雨胁迫对油冬菜叶片生理特性的影响,为制定油冬菜酸雨防治措施提供参考依据.[方法]对盆栽油冬菜品种黑油冬分别喷施pH为5.6、4.5、3.5和2.5的模拟酸雨,以喷施清水(pH 7.0)为对照(CK),测定分析不同酸度模拟酸雨处理的油冬菜生理生化指标.[结果]随着模拟酸雨酸度的增强,油冬菜叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量及丙二醛(MDA)含量均呈先升高后降低的变化趋势,前三者在模拟酸雨pH 4.5时升至最高,MDA含量在模拟酸雨pH 3.5时达最高;脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量呈先降低后升高的变化趋势,前二者在模拟酸雨pH 4.5时降至最低,可溶性糖含量在模拟酸雨pH 5.6时降至最低;类胡萝卜素含量持续降低;在pH 4.5的模拟酸雨胁迫下,油冬菜脯氨酸和可溶性糖含量均出现急剧变化,分别比CK降低58.37%和50.89%.[结论]pH 4.5可能是酸雨对油冬菜造成隐性伤害的阈值,适度酸雨胁迫可激发油冬菜自身的抗逆系统.酸雨较重的南方地区可在油冬菜定植前选用适量石灰改善土壤酸性,也可采用设施栽培来避免酸雨对其叶片产生危害.     

模拟酸雨对大叶黄杨叶片叶绿素荧光参数的影响

为了明确酸雨对大叶黄杨叶片荧光参数的影响,在拱棚条件下,以2年生大叶黄杨(Euonymus japonicus)为试材,采用人工喷洒的方法,以pH为7.0的模拟雨水为对照,研究了不同pH值(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0)的模拟酸雨对大叶黄杨叶片的叶绿素相对含量和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:随着酸雨浓度pH值降低,大叶黄杨叶片的叶绿素含量呈现下降的趋势;叶绿素荧光参数非光化学猝灭系数(qN)呈先上升后下降趋势;光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ电子传递量子效率(ΦPSII)、表观光合电子传递速率(ETR)呈现下降趋势。当模拟酸雨pH≤2.0时,会对大叶黄杨的叶片造成严重的损伤,破坏叶绿体结构,直接影响了光合作用中的电子传递,导致光合电子传递过程中受到损害和抑制。     

模拟酸雨与Cd复合污染对黑麦草镉积累及土壤镉形态的影响

通过盆栽实验,研究短期模拟酸雨和Cd复合污染下的黑麦草生长状况和Cd积累情况,以及种植黑麦草后土壤镉形态的变化。结果表明,酸雨强度及土壤Cd浓度的增加对黑麦草的生长有抑制作用,同时促进黑麦草对的Cd积累;黑麦草根部对Cd的积累大于地上部分。随着酸雨pH值的降低,土壤中Cd的释放强度明显增大,土壤中Cd以交换态为主,生物可利用态明显增加。短期内模拟酸雨和Cd污染对黑麦草都有致害作用,但Cd污染的效应大于模拟酸雨的效应。模拟酸雨与Cd复合污染环境效应大于这2种污染物的单因素效应。     

两种豆科作物种子萌发对酸雨胁迫的响应

采用室内生物试验方法,研究了不同pH值模拟酸雨溶液对豆科作物大豆和花生种子萌发的影响.结果表明:酸雨胁迫对大豆种子的发芽势、萌发率产生显著的抑制作用,并且随着酸雨pH值的降低其抑制效应不断增强,但花生种子萌发几乎不受酸雨胁迫的影响;另外,酸雨胁迫对大豆和花生种子萌发后的幼芽、幼根生长同样具有明显的抑制效应,随着酸雨浓度的增加,幼苗的芽长和根长逐渐缩短、抑制指数相应上升,其中在酸雨pH≤3.5时的大豆幼苗芽长以及pH≤4.0时的大豆幼苗根长和花生幼苗芽长和根长均显著低于蒸馏水处理,而在酸雨pH≤4.0时2种作物的芽长和根长抑制指数均显著高于蒸馏水处理;种子抗酸雨胁迫能力强弱表现为花生高于大豆.     

模拟酸雨对植物形态学效应的影响

以不同pH值的溶液模拟酸雨对6种南方城市常用的绿化植物进行处理,来研究酸雨对植物叶面积、单叶质量、根冠比等形态学效应的影响。结果表明,6个树种的3个形态学指标都受到一定的影响。①pH为5.0,4.0和3.0的模拟酸雨降低了广玉兰Magnoliagrandiflora,樟树Cinnamomum camphora,桂花Osmanthus fragrans的叶面积。②pH为5.0,4.0和3.0的模拟酸雨降低了广玉兰、樟树、桂花的单叶质量,使杜鹃Rhododendron simsii叶片的单叶质量增加。③模拟酸雨促进樟树、红花木Loropetatum chinensevar.rubrum地下部分的生长,使二者的根冠比增大;与此相反,皋月杜鹃Rhododendron indicum的根冠比在模拟酸雨的作用下减小。④从植物形态学角度上看,广玉兰和桂花2个树种不适于在自然降水pH≤4的环境中生存,皋月杜鹃不适于在自然降水pH≤3的区域生存。图1表2参13     

模拟酸雨对山核桃叶绿素荧光参数、叶绿素和生长的影响

为探明酸雨对山核桃Carya cathayensis叶绿素荧光特性的影响,设置pH 2.5,3.5,4.5和5.6（ck）共4个模拟酸雨处理,于2006年10月,2007年4月、7月、10月,利用叶绿素荧光技术测定了模拟酸雨胁迫后的山核桃的叶绿素荧光参数。结果表明：PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）,PSⅡ的潜在活性（Fv/F0）,PSⅡ实际光化学量子产量（ΦPSⅡ）和叶绿素的变化都随着模拟酸雨pH值的降低而降低,pH 2.5的处理下降幅度比较大,说明模拟酸雨对这个处理的山核桃有一定的伤害,其他处理之间变化不大。各个月表现基本一致,尤其2007年10月差异明显,说明模拟酸雨处理的山核桃更容易受到低温胁迫,造成伤害。研究还表明,Fv/Fm,Fv/F0,ΦPSⅡ可作为植物受到酸雨影响的重要指标。     

模拟酸雨对越橘叶片生理特性的影响

以2年生半高丛越橘圣云为试验材料,用分析纯硫酸和硝酸配制4种不同pH的模拟酸雨水溶液对越橘进行喷淋,研究其在不同pH和不同处理时间模拟酸雨对其生理特性的影响。结果表明,越橘在酸雨胁迫处理时,随着胁迫程度加重和时间延长,叶绿素含量与SOD活性呈下降趋势,但pH 5.5处理所有时期SOD活性均高于对照;POD活性呈上升趋势,pH 5.5和pH 4.5处理变化幅度不大;叶片膜质过氧化产物MDA和可溶性糖含量上升;解除胁迫后,各项生理指标均能恢复至对照水平,轻度和中度胁迫提高了植物的生理活性,说明越橘对酸雨有较强的抵抗力。