镉长期暴露对中华稻蝗抗氧化机制的影响

采用生长于Cd2＋污染条件下的小麦苗喂养中华稻蝗的慢性染毒方法,研究了Cd2＋胁迫对中华稻蝗SOD、CAT、GPx活性和H2O2浓度的影响。结果表明,在Cd2＋的作用下,中华稻蝗体内SOD、CAT、GPx活性和H2O2浓度均发生变化,表明Cd2＋可导致中华稻蝗体内产生ROS。SOD、CAT、GPx3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＋与抗氧化系统间的关系复杂,SOD、CAT、GPx共同承担清除ROS、保护中华稻蝗的重要作用。     

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。     

中华稻蝗（Oxya chinensis）对重金属镉的累积及排泄

为了研究重金属镉（Cd）在植食性昆虫体内的累积和排泄规律,通过Cd慢性染毒的方法,用不同浓度Cd溶液培养的麦苗饲喂中华稻蝗（从4龄若虫至成虫）,采用原子吸收法测定Cd在中华稻蝗（Oxyachinensis）整虫和中肠的蓄积及Cd在其粪便和蜕中的排泄量。研究结果表明,Cd在中华稻蝗整虫和中肠中的累积规律相似,即随着麦苗中Cd含量的增加,整虫和中肠中Cd的累积量明显升高,且各处理间存在显著差异（P〈0.05）。部分Cd可以通过粪便的排泄和蜕皮过程而排出体外。用不同Cd浓度的麦苗饲喂中华稻蝗后,其粪便和蜕中的Cd排泄量与对照组相比显著升高（P〈0.05）,且各处理间差异显著（P〈0.05）。中华稻蝗整虫、中肠、粪便和蜕中的Cd含量与食物（麦苗叶片）中的Cd含量存在显著的剂量-反应关系,其相关系数分别为：整虫0.977、中肠0.920、粪便0.967、蜕0.840。研究结果可为进一步研究Cd在中华稻蝗体内积累和排泄的动态变化规律提供理论和实验依据。     

重金属镉和铬在中华稻蝗（Oxya chinensis）体内的组织分布

为研究重金属在中华稻蝗（Oxya chinensis）自然种群体内的累积分布,以山西省代县水稻田中华稻蝗为研究对象,用火焰原子吸收法测定中华稻蝗不同组织部位的镉和铬含量。研究结果表明：镉和铬在中华稻蝗自然种群不同组织部位的富集量不同,且雌雄间存在一定的差异。镉在雌虫体内的富集顺序为中肠〉后肠〉前肠〉翅〉头〉卵巢〉足〉体壁;在雄虫体内为中肠〉前肠〉后肠〉足〉头〉体壁。镉在雌雄中华稻蝗消化道内均有较高的富集并以中肠的累积量最高,雌虫为6.7984mg·kg-1,雄虫为3.3477mg·kg-1,且与其他组织部位间存在显著差异（P〈0.001）。中华稻蝗雌虫各组织部位对铬的累积浓度依次为中肠〉足〉体壁〉头〉卵巢〉前肠〉翅〉后肠,中华稻蝗雄虫体内铬浓度的分布依次为足〉体壁〉中肠〉头〉前肠〉精巢〉后肠。多因素方差分析结果表明,自然条件下雌雄中华稻蝗对重金属镉和铬的累积具有组织特异性,两种重金属在中华稻蝗体内的累积规律有所不同。     

长期取食染镉小麦后中华稻蝗体内镉的累积分布

重金属镉在动物体内的代谢过程主要通过消化途径实现。以食物染毒的方法,采用不同浓度镉溶液培养的麦苗饲喂中华稻蝗（从一龄若虫至成虫）,将中华稻蝗成虫不同组织部位（头、翅、足、卵巢／精巢、体壁、前肠、中肠、后肠）解剖,并通过原子吸收分光光度计测定其镉的浓度,统计分析各组织部位镉的累积分布规律。火焰原子吸收测定结果表明,生长于浓度为0、36．67、73．34、110．01、146．68μg·g^-1镉溶液中的小麦,其叶片中镉的累积浓度分别达到1．99、102．88、159．92、255．48、372．68μg·g^-1,与培养液中镉浓度呈显著正相关（Y=2．4379X-0．206,R^2=0．988P〈0．01;Y为小麦中镉浓度,X为镉溶液浓度）;随着镉处理浓度的增加,中华稻蝗头、翅、足、卵巢、体壁、前肠、中肠、后肠中镉的累积浓度基本都呈增加的趋势,例如,在各组织部位中镉累积浓度最高的为中肠,4个处理浓度中雌虫分别为对照组的139．29、82．11、197．94、212．74倍,雄虫为对照组的99．89、70．32、100．17、91．23倍;在各组织部位中镉累积浓度较低的足,雌、雄虫也分别达到了对照组的4．95、8．80、16．23、16．90倍和7．14、12．22、20．59、27．98倍。对中华稻蝗成虫各组织部位镉累积浓度进行比较发现,消化道各部位的累积浓度较其他部位为高,其中,中肠内镉的累积浓度均为最高,前后肠间的累积浓度次之;此外,镉在中华稻蝗头部也有明显的累积,其次是体壁和翅,而卵巢／精巢和足的累积浓度最低。研究结果表明长期取食染毒小麦可导致镉在中华稻蝗体内的累积,且镉在不同组织部位中的累积分布存在差异。     

马拉硫磷对双齿围沙蚕乙酰胆碱酯酶和过氧化氢酶的影响

采用浓度梯度污染暴露室内模拟方法,研究了沙蚕暴露于不同浓度有机磷农药马拉硫磷的急性毒性效应,以及低浓度马拉硫磷对双齿围沙蚕乙酰胆碱酯酶（AChE）和过氧化氢酶（CAT）的影响。结果表明,马拉硫磷对沙蚕48、72、96h的LC50分别为71.68、49.21、33.16mg·L^-1,安全浓度为3.32mg·L^-1。在低浓度（0.0018～9mg·L^-1）马拉硫磷中暴露3和6d,沙蚕体内乙酰胆碱酯酶活性受到显著抑制,暴露6d时9mg·L^-1浓度组最高抑制率达88.92%,且乙酰胆碱酯酶抑制率与马拉硫磷浓度对数具有显著的剂量效应。沙蚕CAT活性随马拉硫磷浓度增加表现出先降后升再降的趋势,暴露3d时0.018mg·L^-1浓度组CAT活性最高,6d时0.18mg·L^-1浓度组CAT活性最高,分别比对照组高52.02%和53.42%（P〈0.05）,而浓度达1.8mg·L^-1时CAT活力均显著下降（P〈0.05）。结果显示,沙蚕乙酰胆碱酯酶是较好的滩涂有机磷农药污染生物标记物。     

铜胁迫对弯囊苔草（ Carex dispalata）生长和生理特性的影响

用水培方法研究了弯囊苔草在不同Cu^2＋浓度（1、5、25 mg·L^-1）胁迫下的生长特性和部分生理生化指标的变化。结果表明,不同Cu^2＋浓度胁迫下,弯囊苔草正常生长,但其生长特性表现出高浓度抑制的相关性, 高浓度下没有新生根。弯囊苔草叶片3种抗氧化酶活性都随胁迫时间的延长呈先上升再下降趋势。SOD在处理的第4 d达到峰值,且活性一直显著高于对照（P＜0.05）,3种Cu^2＋浓度处理下的峰值大小顺序为5 mg·L^-1＞25 mg·L^-1＞1 mg·L^-1。POD和CAT活性在处理第7 d达到峰值,POD活性峰值大小顺序为5 mg·L^-1＞1 mg·L^-1＞25 mg·L^-1;CAT活性峰值大小顺序为25 mg·L^-1＞5 mg·L^-1＞1 mg·L^-1。丙二醛（MDA）和可溶性糖含量都是随着胁迫时间的延长而上升,处理结束时的丙二醛（MDA）（r=0.988 0）和可溶性糖含量（r=0.951 2）与Cu^2＋浓度表现出正相关性。脯氨酸（Pro）含量随胁迫时间的延长也呈先上升后下降趋势,1 mg· L^-1和5 mg·L^-1 Cu^2＋浓度处理下脯氨酸（Pro）含量在处理第4 d达到最大值,25 mg·L^-1高浓度处理下脯氨酸（Pro）含量在处理第7 d达到最大值。叶绿素在5、25 mg·L^-1 Cu^2＋浓度处理下随胁迫时间的延长呈先上升后下降的趋势,1mg·L^-1Cu^2＋处理下的叶绿素含量不断上升,实验结束时各处理下叶片的叶绿素含量与处理浓度呈负相关。结果表明弯囊苔草能通过调节体内抗氧化酶活性来增强其抗氧化胁迫能力,这为其作为铜污染水体的修复植物提供了可能。     

镉对克氏原螯虾肝胰腺触角腺及鳃中SOD和CAT活性的影响

采用急性毒性实验方法,将克氏原螯虾分别暴露在浓度为7．5、10、15、30mg·L^-1的Cd^2＋溶液中96h,实验期间对肝胰腺、触角腺、鳃等组织的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活力及随时间变化进行了检测。结果表明,在10mg·L^-1Cd^2＋胁迫下,肝胰腺和触角腺中SOD和CAT活力在胁迫初期急剧升高,72h后降低并趋于稳定,而鳃中SOD和CAT两种酶的活力在96h内变化不显著（P〉0．05）;当Cd^2＋浓度为30mg·L^-1时,肝胰腺、触角腺和鳃中的SOD、CAT酶活力显著受到了抑制（P〈0．05）。通过比较发现,克氏原螯虾鳃中SOD和CAT活力要明显低于肝胰腺和触角腺中这两种酶的活力（P〈0．05）,并且肝胰腺和触角腺对Cd^2＋的应激反应要比鳃更为敏感。由以上结果可以看出,肝胰腺和触角腺中的抗氧化酶系统在Cd^2＋胁迫初期发挥了一定的抵御作用,而到后期抗氧化酶活性明显受到了抑制;另外低浓度的镉（7．5mg·L^-1）对肝胰腺和触角腺中的SOD和CAT酶活起到了激活作用,而高浓度的镉（30mg·L^-1）对3个组织中的抗氧化酶起到了明显的抑制作用。     

铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响

探讨铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响,揭示苜蓿中华根瘤菌对铜的生理抗性机制。以铜抗性菌株Sinorhizobium meliloti CCNWSX0020和铜敏感性S.meliloti CCNWSX0018为材料,测定其对铜的最小抑制浓度（MIC）和最大耐受浓度（MTC）及不同铜浓度对其抗氧化保护酶活性的变化。结果表明：（1）在YMA固体培养基上,S.meliloti CCNWSX0020和S.melilotiCCNWSX0018的MIC分别为0.5mmol·L^-1和0.2mmol·L^-1Cu^2＋,MTC分别为1.8mmol·L^-1和0.8mmol·L^-1Cu^2＋。（2）Cu^2＋浓度≤0.4mmol·L^-1时,S.meliloti CCNWSX0020菌体内的SOD、CAT和GPX活性变化不显著;S.meliloti CCNWSX0018菌体内的SOD、CAT和GPX活性显著升高;Cu^2＋浓度为0.6mmol·L^-1和0.8mmol·L^-1时,前者SOD、CAT和GPX活性显著升高,后者保护酶活性开始降低。随着Cu^2＋浓度升高,S.meliloti CCNWSX0020的GR活性增强,与对照相比,Cu^2＋浓度为0.8mmol·L^-1时GR活性提高了110.51%;而S.meliloti CCNWSX0018的GR活性则反之。（3）在Cu^2＋浓度≤0.8mmol·L^-1胁迫下,抗性菌株S.meliloti CCNWSX0020可通过提高SOD、CAT、GPX、GR的活性以降低Cu^2＋的毒害效应,为丰富根瘤菌抗铜机制提供了理论基础。     

中华稻蝗不同体段镉与铅含量及抗氧化酶的比较

采用现场采样及室内测试方法,对中华稻蝗不同体段的镉与铅含量、MDA及H2O2自由基含量、GSH含量及其相关酶（GST、GPx、GR）活性、SOD及CAT活性进行了研究。结果表明,镉与铅含量均在胸部最高,其次为腹部和头部,后足含量最低。胸部镉含量分别是腹部、头部和后足的2.83、3.40和5.67倍,铅含量分别是腹部、头部和后足的1.29、1.39和1.41倍。GSH、MDA、H2O2含量及SOD、CAT活性均为后足最高,其次为头部和腹部,胸部最低。GST在4个体段的活性无显著差异。GR活性的顺序为头部〉胸部〉腹部〉后足,GPx活性的顺序为头部〉腹部〉胸部〉后足。进入土壤中的镉与铅经食物链转运后,在中华稻蝗体内富集,据此可将中华稻蝗作为农业环境中镉与铅污染的指示生物。     

铅胁迫对杨梅生理特性的影响

通过水培试验,研究了不同浓度的铅胁迫对杨梅（Myrica rubra Sieb. et Zucc.）叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量以及根系活力的影响。结果表明,在2 mmol·L^-1低铅条件下,杨梅叶片叶绿素含量和可溶性蛋白质含量在30 d内与对照相比无显著性差异;叶片可溶性糖和MDA含量在2 mmol·L^-1低铅处理第10 d即比对照显著增加;根系活力在2 mmol·L^-1低铅胁迫处理20 d后比对照显著降低;叶片SOD和POD活性在2 mmol·L^-1低铅胁迫下活性随着处理时间的延长而呈先升后降的变化趋势,在低铅处理第20 d SOD 和POD活性达到最大。在6 mmol·L^-1高铅胁迫下,杨梅叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、POD活性、MDA含量以及根系活力均随着处理时间的延长而不断降低;而叶片可溶性糖含量在高铅处理30 d时比对照有所增加。综上所述,杨梅在低铅条件下可诱导活性氧清除系统以及叶片可溶性糖含量增加以减少由于铅胁迫带来的活性氧代谢失衡和缺水对植株的伤害。     

镉胁迫对拟南芥幼苗形态生理和错配修复相关基因表达的影响研究

以拟南芥为供试材料,从形态指标、生理指标、分子指标3个层次研究了镉（Cd）的毒理效应,筛选Cd敏感生物标记物。分子指标的研究以18S rRNA为看家基因, 错配修复基因MutS 2 homolog（atMSH2）, atMSH3,atMSH7,细胞增殖核抗原1 和2（atPCNA1和atPCNA2）为检测目的基因,采用半定量反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）技术研究Cd胁迫对上述错配修复相关基因表达的影响。结果表明,不同浓度（0、0.125、0.25、1.0、3.0 mg·L^-1）Cd 处理7 d后,根长随Cd胁迫强度的增加而降低; 0.125 mg·L^-1 Cd处理下,地上部可溶性蛋白含量显著增加,而在0.25、1.0和3.0 mg·L^-1 Cd时降低,但仍高于对照;幼苗叶片数、地上部鲜重、叶绿素含量变化与对照相比差异均不显著。地上部atMSH2,atPCNA1,atPCNA2基因表达量的变化与Cd胁迫浓度呈明显的倒U字型关系,分别在0.125,0.25和0.125 mg·L^-1 Cd时达到最大值。以上结果表明,地上部可溶性蛋白含量变化与上述3个错配修复相关基因表达量的改变趋势相符,且均对Cd污染胁迫较敏感,可以作为检测Cd污染及其相关生物学效应的潜在生物标记物。     

混养鱼塘水中磷含量及表层沉积物中磷赋存形态的初步探究

为更好地揭示养殖系统的磷收支和污染程度,以上海郊区3口团头鲂（Megalobrama amblycephala）混养鱼塘即池塘A、B、C以及水源D为研究对象,定期测定养殖期间水体中总磷（TP）、活性磷酸盐（PO4-P）以及沉积物中总磷的含量,并探究沉积物中不同形态磷,包括交换态磷（Ex-P）、铝结合磷（Al-P）、铁结合磷（Fe-P）、闭蓄态磷（Oc-P）、原生碎屑磷（De-P）、钙结合磷（Ca-P）和有机磷（Or-P）的分布变化特征。试验发现,该养殖场水源水TP（0.17±0.06）mg·L－1及PO4-P（0.11±0.06）mg·L－1含量一直维持在稳定的较低水平,养殖生产导致池塘A、B、C水中TP大大增加,已超过地表水Ⅲ类标准和淡水养殖池塘排放标准（Ⅱ类）。养殖池塘及水源沉积物中TP浓度分别是（0.69±0.04）、（0.70±0.07）、（0.68±0.09）、（0.79±0.13）mg·g－1,池塘表层沉积物中TP含量变化不大,而水源沉积物TP变化波动性明显。池塘表层沉积物中磷主要由Fe-P（18.03±6.01）%、Oc-P（22.82±5.34）%、Ca-P（27.48±8.15）%和Or-P（20.29±6.60）%组成,Ex-P（3.07±1.06）%、Al-P（7.62±3.11）%,尤其是De-P（0.69±0.35）%     

聚六亚甲基双胍对凡纳滨对虾不同生长阶段及饵料藻类的安全性研究

采用药浴方式,研究了一种新型消毒剂——聚六亚甲基双胍对凡纳滨对虾受精卵、无节幼体、幼虾、成虾的毒性及饵料藻类的影响。结果表明,聚六亚甲基双胍对凡纳滨对虾幼虾24、48h的LC50为64.1mg·L^-1和31.13mg·L^-1,安全浓度Sc为2.20mg·L^-1;聚六亚甲基双胍对凡纳滨对虾成虾24、48h的LC50为66.17mg·L^-1和32.16mg·L^-1,安全浓度Sc为2.28mg·L^-1,为了保证凡纳滨对虾的安全性,聚六亚甲基双胍的用量应控制在0.5mg·L^-1之内;聚六亚甲基双胍在125mg·L^-1浓度内对受精卵的孵化率无明显影响,0.5mg·L^-1浓度以内对无节幼体的变态率无明显影响。聚六亚甲基双胍对球等鞭金藻和亚心形扁藻表现出了明显的剂量-效应关系,其对球等鞭金藻和亚心形扁藻的生长不产生抑制的最高浓度为5mg·L^-1;聚六亚甲基双胍对球等鞭金藻48、96、144h的EC50为27.01、34.95mg·L^-1和33.14mg·L^-1;亚心形扁藻为34.65、28.73mg·L^-1和20.57mg·L^-1,聚六亚甲基双胍对两种藻类的安全浓度分别3.5mg·L^-1和2.9mg·L^-1,表明聚六亚甲基双胍对亚心形扁藻的影响更明显。     

几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生（Arachis hypogaea）、大豆（Glycine max）、向日葵（Helianthus annuus）、蓖麻（Ricinus communis）4种油料作物,采用不同浓度的Cr3＋、Pb2＋水培处理,研究了4种油料作物对Cr3＋、Pb2＋的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3＋处理下大豆地上部Cr含量最高（5322mg.kg-1）,400mg.L-1 Pb2＋处理下向日葵地上部Pb含量最高（1439mg.kg-1）。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3＋、200mg.L-1 Pb2＋处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3＋、Pb2＋具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3＋、Pb2＋污染环境中植物修复的油料作物。     

基于物种敏感性分布（Burr-Ⅲ）模型预测Cd对水稻毒害的生态风险阈值HC5

Burr-Ⅲ型分布是一种灵活的分布函数模型,对有害物质产生毒性的物种敏感性数据有很好的拟合效果。本研究采用水培实验研究了我国常见的17种不同水稻对Cd毒性的剂量-效应关系,结合Burr—Ⅲ物种敏感性分布模型对不同水稻Cd毒性的物种敏感性分布频次和基于保护95％水稻品种的Cd毒性阈值HC5进行了预测。结果表明：水培条件下,随着Cd处理浓度（0．30 - 6．0mg·L^-1）的增加,水稻对Cd富集系数（SCV）明显下降,而转运系数（TF）呈现出增加的趋势,总体而言,杂交品种水稻对Cd的转运系数高于常规品种水稻。不同水稻对Cd胁迫的半抑制浓度阈值（EC50）变化范围为0．552—24．01mg·L^-1,不同水稻品种EC50相差1．18-43．49倍,10％抑制浓度（EC10）变化范围为0．033～1．624mg·L^-1,不同水稻品种EC50相差1．758-49．21倍。不同水稻对Cd的毒性呈现出明显的敏感性差异特征,Bur-Ⅲ分布模型预测结果表明,基于保护95％的水稻品种,Cd的10％抑制浓度值（HC5^10%）为0．045mg·L^-1,50％抑制浓度值（HC550％）为0．594mg·L^-1。研究结果为我国水稻Cd污染防治及土壤Cd质量标准的修订提供了依据。