重金属镉对铜藻生长及其生物活性成分积累的影响

为研究水体重金属污染对经济海藻的生长和品质造成的严重影响,以经济褐藻铜藻Sargassum horneri为研究对象,在温度为15℃的条件下,研究了由Cd Cl2·2.5H2O配制不同浓度(0、0.1、0.5、1.0、5.0 mg/L)的重金属镉胁迫对铜藻生长、光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白等生理生化指标,以及对生物活性成分(岩藻黄素、褐藻胶和褐藻多酚)积累的影响。结果表明:对照组藻体的特定生长率(SGR)在15 d内持续升高,0.1、0.5 mg/L Cd处理组的SGR在试验前10 d内逐渐升高,然后保持稳定至第15天,1.0 mg/L处理组的SGR随着培养时间的延长呈波动变化状态,而5.0 mg/L处理组的SGR呈先升高后降低的趋势;藻体的各项生理生化指标随胁迫时间呈不同的变化趋势,但在试验第15天时,各胁迫组藻体的叶绿素a、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量均显著低于对照组(P<0.05),而可溶性糖含量则显著高于对照组(P<0.05);铜藻的岩藻黄素和褐藻多酚含量在不同浓度的Cd胁迫下均有极大程度的下降,且Cd胁迫浓度越高,降幅越大,而褐藻胶含量在Cd浓度≤0.5 mg/L胁迫下未有显著变化(P>0.05),在Cd≥1.0mg/L时显著下降(P<0.05)。研究表明,在铜藻产业化开发应用过程中,其养殖海域的重金属污染是需要考虑的重要因素。     

超声辅助乙醇提取铜藻中岩藻黄素的工艺研究

对超声辅助有机溶剂法提取鲜铜藻Sargassum horneri中岩藻黄素的提取工艺进行研究。采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)检测岩藻黄素含量,以单因素实验考察了提取溶剂、乙醇浓度、超声时间、料液比、提取温度和提取次数对岩藻黄素提取率的影响,并通过正交试验优化得到最佳工艺。提取的最佳工艺为：乙醇浓度90%,超声时间18 min,料液比1 g∶5 mL,提取温度45℃,提取2次。此条件下岩藻黄素提取率达到0.292 5 mg/g鲜重（1.460 3 mg/g干重）。鲜铜藻中岩藻黄素的含量十分丰富,超声辅助乙醇提取岩藻黄素提取效率高、方便快捷。     

硼铜组合对盐藻生长与物质积累的影响

为了探索培养盐藻的微量元素条件,设计了室内模拟海洋环境下微量元素硼、铜的不同浓度组合,研究其对盐藻细胞生长与物质积累的影响。结果表明,培养液中适当的硼铜浓度组合对盐藻细胞的生长和物质积累有促进作用,而硼铜浓度过高或过低则对其不利。在试验的9种硼铜浓度组合中,以培养液中4 mg/L的硼和125 μg/L的铜浓度组合对盐藻细胞的生长和物质积累促进作用最好,它可使培养液中的盐藻细胞密度、蛋白质积累量和β-萝卜素积累量都达到最高。培养液中6 mg/L的硼和175 μg/L的铜浓度组合可使单个盐藻细胞中β-萝卜素和蛋白质积累量都最高,但可能仅是在铜、硼过多的逆境条件下,盐藻细胞的适应性反应。     

镉胁迫对生菜生长、生理特性及镉富集转运特征的影响

【目的】揭示镉胁迫对生菜生长的影响及毒害机理,为阐明镉的毒理效应提供依据。【方法】以水培生菜品种“四季生菜”为材料,设置镉处理低（25 mg/L）、高（50,100 mg/L）水平,以无镉处理（0 mg/L）为对照（CK）,用营养液膜技术（NFT）进行试验,处理7,14,21 d后取样,研究镉处理对生菜的地上部和地下部鲜质量、镉含量、镉富集转运特征、生理指标、抗氧化酶活性、光合色素指标及叶绿素荧光参数的影响。【结果】25 mg/L镉处理前14 d对生菜地上部和地下部鲜质量具有促进作用,21 d时25~100 mg/L镉表现出明显的抑制作用。镉处理生菜的地下部镉含量、富集系数均高于地上部;随着镉质量浓度的升高,富集系数总体呈现下降的趋势;处理7 d后,随着镉质量浓度增加,转运系数下降,14 和21 d则先上升后下降。在25~100 mg/L镉处理后,生菜的可溶性蛋白含量随着镉质量浓度的升高而增加,但随着处理时间延长逐渐下降;MDA含量随着镉质量浓度升高以及处理时间的延长而增加。与CK相比,7 d时镉处理SOD活性显著升高,14 d显著下降;21 d各处理间差异不显著。镉处理7~21 d后POD活性均较CK显著升高（14 d 时25 mg/L处理除外）。随着时间推移,镉处理CAT活性总体表现出先降低后升高的规律。与CK相比,7 d时镉处理生菜光合色素的含量明显增加,14 d时低质量浓度（25 mg/L）镉处理光合色素指标总体增大,高质量浓度（50,100 mg/L）镉抑制了光合色素的合成,21 d时镉处理光合色素指标较CK显著降低。25~100 mg/L镉处理7~21 d后,镉对生菜叶绿素荧光参数有明显影响,其中镉处理21 d后PSⅡ最大光量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效光量子产量(F_v′/F_m′)、PSⅡ实际光量子效率(ΦPSⅡ)、稳态荧光衰减率(Rfd)较7 d均总体降低,而初始荧光值(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)则表现为增大。【结论】镉质量浓度越高、处理时间越长,生菜的光能转化效率越低,叶片热量散耗越高,光合作用能力降低,植株生长受抑制程度越严重。     

微量元素铜、钼对盐藻生长与物质积累的影响

为探索微量元素铜、钼对盐藻生长的影响,研究了微量元素铜、钼的不同浓度组合对盐藻细胞生长与物质积累的影响.结果表明,培养液中适当铜钼浓度组合对盐藻细胞的生长和物质积累有促进作用,而铜、钼浓度过高或过低则都是不利的.在9种铜钼浓度组合中,以培养液中125μg/L铜和60 μ,/L钼浓度组合对盐藻细胞的生长和物质积累促进作用最好,它可使培养液中的盐藻细胞密度、蛋白质积累量和β-胡萝卜素积累量都达到最高.培养液中175 μg/L铜和80 μg/L钼浓度组合可使单个盐藻细胞中β-胡萝卜素和蛋白质积累量都最高,但可能仅是在铜、钼过多的逆境条件下,盐藻细胞的适应性反应.     

铜藻岩藻黄质的提取工艺优化

运用溶剂萃取法,并通过单因素试验、正交试验和响应曲面试验优化提取工艺的影响因素提取温度、液料比和提取时间,对铜藻中岩藻黄质的提取工艺进行研究。结果表明：最高提取率可为0.72 mg/g,相对应的提取条件为温度70℃,时间127 min,液料比68.3 m L/g。正交试验（0.71 mg/g）与响应曲面试验（0.72 mg/g）所得出的最佳条件接近。铜藻中含有一定量的岩藻黄质,试验优化的工艺稳定可行,可以为岩藻黄质的进一步开发提供一定的依据。     

四尾栅藻对重金属镉胁迫的响应

通过不同浓度镉(0、0.5、1、3、5、7 mg·L-1)胁迫实验,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的生长、色素、过氧化氢、超氧化物阴离子、可溶性蛋白含量进行分析,研究四尾栅藻对重金属镉胁迫的响应情况。实验显示:镉胁迫使四尾栅藻的生长受到抑制,在较高镉浓度(3~7 mg·L-1)下四尾栅藻的生长受到强烈抑制;随着镉浓度的上升,色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量逐渐减少,过氧化氢、超氧化物阴离子含量增加,过氧化氢含量在镉浓度为5~7 mg·L-1时显著增多,超氧化物阴离子含量在镉浓度为7mg·L-1时显著增加;可溶性蛋白含量先增加,并在镉浓度为1 mg·L-1时达到最大值,之后随着镉浓度的上升而逐渐减小。研究结果表明,四尾栅藻对重金属镉有较好的耐受性(可以耐受1 mg·L-1的镉)。     

3株溶藻菌对水华鱼腥藻生长的效应

以分光光度法测定3株溶藻菌(AL-1、AL-6和AL-8)对水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)生长效应和光合色素的影响.结果表明:3株溶藻菌均能显著抑制水华鱼腥藻的生长,对其生长速率、干重的抑制效应明显,并表现出一定的浓度相关性;且3株溶藻菌均能影响水华鱼腥藻的色素吸收光谱.3株溶藻菌溶藻方式略有不同,AL-1和AL-6可以通过分泌热稳定的物质和热不稳定的物质间接起到溶藻效果,而AL-8可同时通过直接和间接方式溶藻.     

镉胁迫对豨莶生长及光合作用相关参数的影响

为进一步揭示超积累植物豨莶(Sigesbeckia orientalis L.)对镉(Cd)的耐受机制,本文通过土壤盆栽试验,研究了豨莶在Cd胁迫下生长及光合作用相关参数的变化规律。结果表明,当Cd浓度为10 mg·kg-1时,豨莶生长、光合色素与对照相比无显著性差异(P0.05),表明豨莶在低浓度Cd处理下具有较强的生长适应性。高浓度Cd胁迫下豨莶能维持较高的叶绿素a/叶绿素b比值,有助于豨莶对Cd的耐受。Cd胁迫使叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和气孔限制值(Ls)逐渐降低,但胞间二氧化碳浓度(Ci)随着Cd浓度的升高而逐渐增大,表明豨莶光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的。植株叶片最大光化学量子产率(Fv/Fm)、电子传递的量子产率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q P)随Cd浓度的升高而逐渐降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则呈现先升高后降低的趋势,表明豨莶光合机构对Cd胁迫有一定的耐受能力。上述结果表明,豨莶叶绿素a/叶绿素b、Fv/Fm比值以及NPQ数值的变化与豨莶对Cd的光合适应性有关,在Cd耐受中有一定的作用。     

铜藻岩藻聚糖硫酸酯的结构组成及降血脂作用

为探究铜藻(Sargassum horneri)岩藻聚糖硫酸酯的结构组成及降血脂作用,以铜藻为原料,采用酶解法提取岩藻聚糖硫酸酯,分析铜藻岩藻聚糖硫酸酯(简称“SF”)的单糖组成和官能团构成,并建立小鼠高脂模型,按照低、中、高(100、300、500 mg/kg)剂量给小鼠灌胃SF,连续灌胃28 d后检测小鼠的脏器指数、血脂指标和抗氧化活性指标等。结果表明：使用复合酶解法提取的铜藻岩藻聚糖硫酸酯粗品,提取率为3.68%,总糖含量为42.63%,硫酸基团含量为13.35%;红外光谱结合单糖组成分析显示,SF是以岩藻糖(39.83%)和半乳糖(28.37%)为主要单糖组成的β-吡喃糖环硫酸酯化多糖;动物试验显示,与模型组相比,灌胃不同剂量的SF均能显著降低血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白(LDL-C)含量(P<0.05),提高高密度脂蛋白(HDL-C)含量(P<0.05);灌胃中、高剂量的SF能显著降低肝脏中丙二醛(MDA)含量(P<0.05),提高谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力和一氧化氮(NO)水平(P<0.05);灌胃SF能显著降低...     

CO2及光强对南麂列岛铜藻生长的影响

铜藻Sargassum horneri(Turner) C. Agardh是浙江沿海常见的大型海藻之一,对海洋生态系具有重要作用。近年来由于环境恶化,南麂列岛海域的大量铜藻藻场退化消失。因此探讨其退化机制,是维持沿海生态平衡和恢复藻场的重要理论基础。本研究对比研究了不同光强(低光,LL: 40～50 μmol·m-2·s-1;高光,HL: 100～110 μmol·m-2·s-1)、不同CO2浓度(低CO2浓度,LC: 076 μg·L-1;高CO2浓度,HC: 196 μg·L-1）,对铜藻生长状况的影响,以期了解铜藻对环境胁迫的适应。结果表明: 1)高光条件下,铜藻的相对生长速率(RGR)为180%·d-1,是低光条件下(RGR=085%·d-1)的21倍;2)高CO2浓度能促进铜藻的生长,HC的RGR(289%·d-1)是LC(249%·d-1)的116倍;3)HL和HC培养的藻体,其株高和叶片数分别优于LL和LC的,但LL和LC的Chla含量高于前者。     

镉胁迫对不同品种烟草生理及生长状况的影响

【目的】研究镉(Cd)胁迫下不同烟草品种的生理响应,为烟草Cd污染控制提供理论依据。【方法】以福建省3个主栽烟草品种翠碧1号、K326和云烟87为材料,研究不同水平Cd胁迫对烟草叶绿素含量、活性氧代谢、叶绿素荧光参数及烟草株高、生物量的影响。【结果】Cd对翠碧1号光合色素含量有促进作用,而对K326和云烟87光合色素含量有抑制作用;随Cd处理水平上升,SOD、POD活性在3个烟草品种中总体表现为先升后降,MDA含量均比对照增加,但无显著差异。烟草叶片光合反应中心的活性显著下降,Cd胁迫对K326光合活性的抑制作用最明显。低水平Cd处理促进翠碧1号和云烟87的生长,高水平Cd处理则抑制其生长;K326在不同水平Cd处理下均被抑制,在3个烟草品种中对Cd最敏感。【结论】K326和云烟87对镉胁迫较为敏感,翠碧1号对Cd胁迫的适应性较强,属较耐Cd型。     

土壤镉污染对小麦生长及镉吸收的影响

为明确小麦对镉的吸收状况,以扬麦13号为材料,采用盆栽试验,分析了不同外源镉污染水平（0、5、10、20 mg·kg^-1和50mg·kg^-1）对小麦生长状况、光合生理指标、磷含量及镉吸收的影响,并使用目标危险系数（THQ）法预估了食用该小麦籽粒对人体健康产生的风险。结果表明,低浓度的外源镉（<10 mg·kg^-1）未显著影响小麦的生长速率、各部位生物量、光合生理指标和小麦各部位的磷含量。但当外源镉浓度增大时,小麦生长速率受到抑制。当外源镉浓度>20 mg·kg^-1时,小麦生物量、蒸腾速率及磷含量显著降低。小麦各部位的镉含量及籽粒中镉的THQ值都随镉污染水平的增大而增加,各污染水平下THQ值均大于1,且儿童的THQ值大于成人。研究结果显示,虽然中、低浓度的外源镉不会对小麦生长造成显著的影响,但在该环境中生长的小麦籽粒中的镉含量仍然会对人体造成明显的不利影响,表明仅依靠镉对小麦的生长影响不足以说明镉对小麦及人体的危害,必须综合各个指标来讨论。     

镉胁迫对10种鸢尾属植物生长及镉积累特征的影响

为研究鸢尾属植物对镉吸收特征的差异及鸢尾植物超微结构在镉胁迫下的变化,进行了10个鸢尾品种的盆栽试验研究,并分析了不同品种鸢尾在镉含量20 mg·kg-1下镉积累差异及4个品种鸢尾超微结构情况.结果 表明:(1)玉蝉花(Iris ensata Thunb.)的根系镉富集系数和植株镉积累总量最高,分别为1.02 μg·μg-1和60.6 μg.镉胁迫对株高、叶宽和叶片数有轻微抑制作用,而对地上及根系物质量有较强的抑制作用.其中,地上部鲜重和生物量的减少率分别为20.14％和15.60％,根系鲜重和生物量的减少率分别为12.54％和7.67％,由于物质量受镉胁迫影响较小,故适用于镉污染地区的修复植物.(2)蝴蝶花(Iris tectorum)根系富集系数和镉积累总量均较高,分别为0.14 μg.μg-1和19.01 μg;其叶宽和株高分别增加了2.47％和5.84％,其生长受到一定的促进作用,表明其具有很强的镉适应性,可用于作为镉污染地区的替代种植植物.(3)黄菖蒲(Iris pseudacorus)、守夜者(Iris night ruler)和胜利者(Iris nelson)镉积累总量较低,分别为17.62、15.90和11.80 μg,同时生长受到的影响较小,可用于镉污染地区的园林植物种植.(4)其他品种镉积累量极低,生长受到的抑制作用大,不适宜在镉污染地区种植.(5)镉胁迫可导致鸢尾属植物细胞变形、质壁分离,线粒体结构破碎、溶解,叶绿体肿胀、片层结构紊乱或溶解,而细胞核形态变化不明显.研究结果为鸢尾属植物改良重金属土壤提供了科学依据,同时为重金属污染地区的园林应用提供参考.     

镉胁迫下富铁有机肥对芒草生长及镉富集的影响

为了探究镉胁迫下富铁有机肥对芒草生长及镉富集的影响,通过盆栽试验,设置CK（不施肥）、ZCK（施加普通有机肥）和Z2、Z3（施加不同浓度富铁有机肥）处理。结果表明：与CK相比,所有施肥处理均促进了芒草生长,改善了土壤理化性质,抑制了芒草富集重金属,且其中Z2、Z3比ZCK对芒草生长的效果更好。相对于ZCK,Z3的芒草干质量显著增加了131.80%,Z2的芒草根长显著增加了54.22%。此外,Z2地上部的镉含量相比于ZCK显著降低了49.86%,Z3地下部的镉含量相比于CK显著降低了58.94%。研究表明,施加富铁有机肥相对于普通有机肥更能有效促进芒草生长并抑制芒草对镉的富集,该肥料具有对轻度镉污染土壤进行边修复边生产的应用潜力。     

复合酶法提取海黍子中海藻酸钠的工艺研究

海黍子是北太平洋西部特有的暖温带性褐藻,主要分布在我国黄海渤海沿岸,具有较高的经济价值和生态价值,可以作为海藻酸提取的原材料。采用复合酶法(包括纤维素酶、果胶酶和木瓜蛋白酶)提取海黍子中海藻酸钠,在酶添加量、酶解温度、pH、提取时间的单因素实验基础上,通过正交实验进行优化。最佳提取工艺筛选结果为:纤维素酶添加量3%、果胶酶添加量3%、木瓜蛋白酶添加量1%、料液比1∶20,在55℃和pH 4的条件下酶解105 min,通过消化、脱色、钙析、酸化和醇沉等工艺制备海藻酸钠,提取率达到16.82%。结果为海黍子的高值化加工提供有效的技术途径。     

茉莉酸甲酯对小麦幼苗生长及镉积累的影响

为探讨茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate,MeJA）对镉胁迫下小麦幼苗生长发育和镉积累的作用及可能机制,本试验采用叶面喷施激素的水培方法,分析1 μmol·L^-1和100 μmol·L^-1 MeJA对镉胁迫下小麦幼苗生长、根系形态、光合特性及镉吸收分配的影响。结果表明,相较于清水对照,1 μmol·L^-1 MeJA可以显著提高小麦幼苗生物量15%~30%,降低小麦整株镉含量14%~43%。MeJA可提高小麦幼苗的根长、根表面积和根体积,以及净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但降低胞间CO₂浓度。除此以外,1 μmol·L^-1 MeJA可以显著降低根系离子态镉、有机酸-镉所占比例,提高果胶/蛋白质吸附镉和不溶性草酸镉所占比例。由此可见,叶面喷施MeJA可以降低小麦幼苗根系镉吸收能力,提高干物质积累,降低幼苗镉含量,促进活性态镉向惰性镉的转化,缓解镉毒害。