重金属Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和MDA含量的影响
《重金属胁迫下中肋骨条藻的生理响应及多胺的调节作用研究》

《重金属胁迫下中肋骨条藻的生理响应及多胺的调节作用研究》一、引言随着工业化的快速发展,重金属污染已成为全球性的环境问题。
水生生态系统中,藻类作为初级生产者,对重金属胁迫尤为敏感。
中肋骨条藻作为一种典型的淡水藻类,其在重金属胁迫下的生理响应及应对机制成为了当前生态学和生物学的热点研究领域。
同时,多胺作为一类重要的生物活性物质,在细胞内发挥着多种生理功能。
本文旨在探讨重金属胁迫下中肋骨条藻的生理响应及多胺的调节作用,以期为理解藻类对重金属污染的适应机制提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本实验选用中肋骨条藻作为研究对象,实验用藻种购自中国科学院水生生物研究所。
实验所使用的重金属包括铜、锌、铅等,以及用于多胺测定的相关试剂。
2. 方法(1)培养与处理:在中肋骨条藻培养液中添加不同浓度的重金属,设置对照组和实验组,观察并记录藻类的生长情况。
(2)生理指标测定:测定藻细胞内活性氧含量、抗氧化酶活性等生理指标。
(3)多胺测定:采用高效液相色谱法测定细胞内多胺含量。
(4)数据分析:采用SPSS软件进行数据分析,比较各组间的差异。
三、结果与分析1. 重金属胁迫下的生理响应实验结果显示,随着重金属浓度的增加,中肋骨条藻的生长受到抑制,细胞内活性氧含量升高,抗氧化酶活性先升高后降低。
这表明中肋骨条藻在重金属胁迫下产生了氧化应激反应,通过提高抗氧化酶活性来抵抗重金属的毒害作用,但当重金属浓度过高时,抗氧化酶活性降低,细胞受到的损伤加重。
2. 多胺的调节作用实验发现,在重金属胁迫下,中肋骨条藻细胞内多胺含量升高。
多胺作为一种重要的生物活性物质,具有抗氧化、保护细胞膜等功能。
多胺的升高可以减轻重金属对细胞的损伤,维持细胞的正常生理功能。
此外,多胺还可以促进细胞的修复和再生,有助于中肋骨条藻在重金属胁迫下恢复生长。
四、讨论本研究表明,中肋骨条藻在重金属胁迫下产生了明显的生理响应,包括生长抑制、氧化应激等。
而多胺的调节作用在中肋骨条藻适应重金属胁迫的过程中发挥了重要作用。
河蚬对重金属的富集

一、长江口区河蚬体内的重金属含量及其污染评价实验方法:1.材料来源及预处理选择了具有代表性的6处样点收集河蚬,并进行预处理2.样品消化用HNO3-HClO4(体积比5:1)消化法处理样品3.样品测定Cu和Zn的消化液用等离子体发射光谱仪进行测定。
Cd、Cr和Pb的消化液用原子吸收光谱仪进行测定。
实验结论:1.长江口区河蚬体内的重金属含量存在着极为显著的差异。
Cu和Zn的含量要比Cd、Cr和Pb高得多。
这5种重金属元素在河蚬体内的累积量由大到小为:Zn>Cu>Cd>Pb>Cr。
2.河蚬对Cu和Zn的吸收积累具有一定的协同机制,其它重金属积累量之间没有显著的相关性。
二.镉、铜污染对河蚬过氧化氢酶活性的影响实验方法:1.实验动物及其驯养河蚬采自水质较好的增江,挑选健壮的个体用于实验.使用4L的聚乙烯塑料盆进行驯养,加入1L的充氧曝气、脱除余氯48h的自来水.每个实验盆中放入河蚬各20只.水温为20±1℃,溶氧量为610~710mg/L,硬度为40~120(以CaCO3计,mg/L).每天定时定量投喂纯培养的小球藻和绿藻,驯养时间为10d.在毒性实验前停止喂养藻类2d.2.镉、铜的单独及联合毒性实验氯化镉及硫酸铜均为分析纯.试剂用蒸馏水溶解,配制成Cd、Cu质量浓度均为1000mg/L的母液.根据实验的设计稀释至需要的质量浓度。
在经过上述的驯养过程之后,将自来水换成实验设计的溶液,12h更换1次实验溶液.河蚬死亡的判断标准以河蚬的外套膜收缩、张口,用玻璃棒轻轻敲其双壳,许久不作出反应者定为死亡.实验过程中设置了1个空白对照组以及50、100、150、200、250、300、350、400μg/L8个质量浓度组,每个组均设置3个平行实验,测定24、48、72、96h的半致死质量浓度.3.镉、铜污染对河蚬过氧化氢酶活性的影响镉、铜污染对河蚬过氧化氢酶活性影响的测定过程依据BeersandSizers法进行.实验结束后,将河蚬尽快剖开、取其软体组织用双蒸水2mL匀浆,匀浆液倒入离心管中,加3mL双蒸水冲洗匀浆器,也倒入离心管中,4500r/min离心30min,取上清液(粗酶液)测定过氧化氢酶活性.采用7550紫外-可见分光光度计进行测定酶活性。
cd胁迫下水稻叶片sod活性和mda含量与糙米中cd含量的相关性研究

生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第14卷第6期2019年12月V ol.14,No.6Dec.2019㊀㊀基金项目:国家重点研发计划 中南镉砷污染农田综合防治示范与技术规范构建 项目(2017YFD0801505);长沙市科技计划项目(kq1801025)㊀㊀作者简介:彭鸥(1992 ),男,硕士研究生,研究方向为环境污染治理与修复,E -mail:hanhexiaou@ ㊀㊀*通讯作者(Corresponding author ),E -mail:tiebq@DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20190318002彭鸥,叶长城,刘玉玲,等.Cd 胁迫下水稻叶片SOD 活性和MDA 含量与糙米中Cd 含量的相关性研究[J].生态毒理学报,2019,14(6):233-240Peng O,Ye C C,Liu Y L,et al.Relationship between SOD activity and MDA content in rice leaf and Cd content in brown rice under Cd stress [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2019,14(6):233-240(in Chinese)Cd 胁迫下水稻叶片SOD 活性和MDA 含量与糙米中Cd 含量的相关性研究彭鸥1,2,3,叶长城2,刘玉玲1,2,3,李丹阳1,2,3,刘寿涛1,2,3,罗海艳1,2,3,铁柏清1,2,3,*1.湖南农业大学资源环境学院,长沙4101282.湖南省灌溉水源水质污染净化工程技术研究中心,长沙4101283.农业农村部南方产地污染防控重点实验室,长沙410128收稿日期:2019-03-18㊀㊀录用日期:2019-06-06摘要:以中嘉早17号为材料,采用水培试验方法,研究水稻超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量在不同浓度Cd 胁迫下的变化,并探讨了其与水稻糙米Cd 含量的相关性㊂结果表明,在水稻发育过程中,SOD 活性和MDA 含量与Cd 胁迫浓度呈正相关㊂SOD 活性变化趋势为分蘖期>乳熟期>孕穗期;MDA 含量变化趋势为分蘖期>孕穗期>乳熟期,且水稻主要时期叶片SOD 活性和MDA 含量与糙米Cd 含量均呈显著正相关㊂关键词:Cd ;水稻;SOD 活性;MDA 含量;水培文章编号:1673-5897(2019)6-233-08㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:ARelationship between SOD Activity and MDA Content in Rice Leaf and Cd Content in Brown Rice under Cd StressPeng Ou 1,2,3,Ye Changcheng 2,Liu Yuling 1,2,3,Li Danyang 1,2,3,Liu Shoutao 1,2,3,Luo Haiyan 1,2,3,Tie Baiqing 1,2,3,*1.College of Resources and Environment,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China2.Engineering Research Center for Water Pollution Purification of Irrigation Source in Hunan Province,Changsha 410128,China3.Key Laboratory of Southern Original Agro -Environmental Pollution Prevention and Control,Ministry of Agriculture and Rural Af -fairs,Changsha 410128,ChinaReceived 18March 2019㊀㊀accepted 6June 2019Abstract :This study investigated the relationships of superoxide dismutase (SOD)activity and malondialdehyde (MDA)content with the Cd contents in brown rice under the stress of different concentrations of Cd through hy -droponic experiments using Zhongjiazao 17rice cultivar.The results showed that the SOD activity and MDA con -tent are positively correlated with the Cd stress concentration during the whole growth stage.The SOD activity fol -lowed the order of tillering stage >milking stage >booting stage,while the MDA content followed the order of234㊀生态毒理学报第14卷tillering stage>booting stage>milking stage.Moreover,the SOD activity and MDA content had significant posi-tive correlation with the brown rice Cd contents.Keywords:Cd stress;rice;SOD activity;MDA content;nutriculture㊀㊀湖南是著名的鱼米之乡,近年来由于受污水灌溉㊁城市垃圾乱弃及矿产开发等的影响,湖南地区受Cd污染较为严重,在某些工业园区周围的农田土壤中Cd含量达到4.22mg㊃kg-1[1],农田Cd污染问题也日益严重[2],对湖南稻米安全生产产生较大威胁㊂与其他重金属元素相比,Cd的活性较强,容易被水稻吸收和富集,可以在不影响水稻正常生长的情况下积累较高含量的Cd[3-4],包括食用的稻米部位,从而威胁食品安全[5-6]㊂Cd胁迫下,植物体内会形成过量的氧自由基,从而影响抗氧化酶活性,破坏质膜系统和生物大分子,抑制植株生长[7]㊂水稻在Cd胁迫条件下,通过抑制种子中淀粉酶㊁蛋白酶等的活性,抑制种子内淀粉和蛋白质的分解,从而影响种子的萌发[8-9]㊂一般认为,Cd的这种生长抑制作用与其影响植物体内活性氧自由基代谢有关[10-11]㊂超氧化物歧化酶(SOD)是植物体内清除和减少破坏性氧自由基的保护酶,对于防止氧自由基破坏细胞的组成㊁结构和功能,保护细胞免受氧化损伤具有十分重要的作用,其活性大小常被用作植株抗氧化能力强弱的指标[12]㊂丙二醛(MDA)是植物组织在逆境下遭受氧化胁迫发生膜脂过氧化的产物,其含量的积累是自由基毒害作用的表现,因此,MDA可以代表细胞的脂质过氧化水平和生物膜损伤程度的大小,反映细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱[13-14]㊂鉴于湖南耕地Cd污染现象严重,本试验考察不同浓度梯度Cd2+胁迫对水稻的影响,通过研究Cd 胁迫下水稻农艺性状的变化以及叶片SOD活性和MDA含量变化,旨在分析水稻叶片SOD活性和MDA含量与糙米Cd含量的相关性㊂1㊀材料与方法(Materials and methods)1.1㊀供试品种供试品种为中嘉早17号(常规籼稻,全生育期109d)㊂水稻幼苗3叶1心后于4月24日移栽,5月3日开始添加外源Cd,到7月21日收获水稻㊂1.2㊀试验方法采用室外盆栽水培试验,利用营养液对水稻进行全生育期培养,共设置6个不同Cd浓度的处理水平,每个处理水平重复3次,编号为Cd0㊁Cd10㊁Cd50㊁Cd200㊁Cd500和Cd1000,其营养液中Cd浓度分别保持为0㊁10.00㊁50.00㊁200.00㊁500.00和1000.00μg㊃L-1㊂水稻所需营养液配制方法采用木村B营养液和Arnon(1939)微量元素营养液配制方法[15]㊂试验中水稻于盛有基础营养液10L的塑料桶中,加入微量元素贮备液10mL㊂水稻采用泡沫育苗盘和定植篮固定,每桶5穴,每穴3株㊂水稻幼苗移栽7d后开始添加外源Cd,营养液前期5~7d更换,后期3 ~4d更换[16],每2天用0.1mol㊃L-1NaOH和0.1 mol㊃L-1HCl调pH至5.5㊂1.3㊀分析测定与数据处理1.3.1㊀样品处理及测定(1)农艺指标的测定㊂分别于5月24日(分蘖期)㊁6月15日(孕穗期)㊁7月10日(乳熟期)用卷尺测定水稻根长及株高㊂在7月10日(乳熟期)数取水稻有效分蘖数,并取3个重复处理平均值㊂7月28日水稻风干后称取水稻产量(以稻谷干重计)㊂(2)MDA含量和SOD活性测定㊂在测量水稻根长株高后,同时取第一片完全展开叶片,用于MDA含量和SOD活性的分析㊂植株样品用磷酸缓冲液(pH7.8)于冰浴中研磨,匀浆在1000r㊃min-1下离心20min,取上清液,即为MDA和SOD的粗提液[17]㊂分别测定MDA含量和SOD活性㊂(3)水稻Cd含量测定㊂水稻样品采集后,先用自来水小心洗净根系,然后用去离子水清洗整个植株,将植株根系㊁茎鞘㊁叶和穗手工分离,在103ħ杀青1h,置于烘箱65ħ烘至恒重,称取各部位干重㊂稻谷风干晒干后用砻谷机分离出糙米和稻壳㊂所有样品粉碎过100目筛,全部装入自封袋内密封保存备用㊂称取水稻各部位样品(0.5000ʃ0.0005)g置于消解管中采用混合酸(V(HNO3)ʒV(HClO4)=4ʒ1)湿法消解并定容[18]㊂采用ICP-OES(美国PE8300)测定Cd含量>0.1mg㊃kg-1的水稻样品;用原子吸收分光光度计-石墨炉法(GTA120,美国Varian)测定Cd含量<0.1mg㊃kg-1的水稻样品㊂1.3.2㊀数据处理方法运用IMB SPSS(Statistical Product and Service第6期彭鸥等:Cd 胁迫下水稻叶片SOD 活性和MDA 含量与糙米中Cd 含量的相关性研究235㊀Solutions,22.0)对数据进行统计分析处理;运用Mi -crosoft Excel 2010软件制作数据表格㊂2㊀结果与分析(Results and analysis )2.1㊀Cd 胁迫下中嘉早17号农艺性状分析由表1可知,低浓度(10μg ㊃L -1)Cd 胁迫对中嘉早17号生长有一定的促进作用,但与对照差异不显著;在高浓度(>200μg ㊃L -1)Cd 胁迫下,水稻根长㊁株高㊁有效分蘖数和产量均显著降低㊂Cd 胁迫浓度<50μg ㊃L -1时,对水稻未表现出显著伤害㊂就水稻生育期来看,Cd 胁迫浓度>200μg ㊃L -1时,水稻生长缓慢,在分蘖期到孕穗期这段时期内,Cd1000处理根长仅平均增长1.73cm ㊁株高仅平均增长28.86cm ,明显低于低浓度Cd 胁迫组和对照组㊂在乳熟期,Cd 胁迫浓度>200μg ㊃L -1时,株高和根长与对照差异显著㊂同时,高浓度Cd 胁迫影响水稻分蘖,Cd 胁迫浓度>200μg ㊃L -1时有显著影响㊂就水稻产量而言(以稻谷干重计),低浓度Cd 胁迫能增加产量,但效果不显著,Cd 胁迫浓度<50μg ㊃L -1时,对水稻产量未产生显著影响,在Cd 胁迫浓度>50μg ㊃L -1时,水稻产量有显著降低㊂在1000μg ㊃L -1Cd 胁迫下水稻不能正常结实,籽粒基本上空瘪㊂2.2㊀Cd 胁迫下中嘉早17号糙米的Cd 含量由图1可知,中嘉早17号全生育期在不同浓度Cd 胁迫下,糙米中Cd 含量差异明显㊂水稻全生育期在10μg ㊃L -1Cd 胁迫下,水稻成熟后糙米中Cd 含量达到0.75mg ㊃kg -1,远远超过国家标准㊂水稻全生育期在50μg ㊃L -1Cd 胁迫下,水稻成熟后糙米中Cd 含量达到1.42mg ㊃kg -1,是10μg ㊃L -1Cd 处理表1㊀Cd 胁迫下中嘉早17号农艺性状Table 1㊀The major agronomic traits of Zhongjiazao 17rice under cadmium stress组别Group 分蘖期Tillering stage 孕穗期Booting stage乳熟期Milking stage根长/cm Root length/cm 株高/cm Plant height/cm 根长/cm Root length/cm 株高/cm Plant height/cm 根长/cm Root length/cm 株高/cm Plant height/cm 产量/(g ㊃盆-1)Yield /(g ㊃pot -1)有效分蘖数/(茎㊃穴-1)Effective tiller number /(stem ㊃point -1)Cd018.27ʃ3.49a 32.79ʃ5.83a 26.33ʃ4.01a 73.83ʃ4.19ab 31.67ʃ1.04a 83.83ʃ4.19a 26.49ʃ1.15a 8.78ʃ1.35a Cd1019.77ʃ1.45a 34.28ʃ2.86a 27.83ʃ2.75a 79.17ʃ3.40a 32.17ʃ3.40a 82.5ʃ4.27a 27.65ʃ1.09a 9.11ʃ0.96a Cd5016.74ʃ1.85a 32.18ʃ0.64a 26.50ʃ1.80a 76.67ʃ2.52a 27.83ʃ1.61b 80.33ʃ1.53a 21.99ʃ2.21b 8.70ʃ0.19a Cd20012.54ʃ2.28b 29.22ʃ3.38ab 19.58ʃ2.70b 67.50ʃ4.36bc 22.25ʃ0.66c 73.17ʃ4.04b 15.25ʃ3.22c 7.00ʃ1.00b Cd50011.64ʃ2.56b 24.83ʃ2.65b 14.68ʃ2.11c 62.17ʃ5.35c 16.02ʃ0.23d 66.17ʃ2.75c 11.25ʃ1.06d 6.22ʃ0.51b Cd10005.27ʃ0.52c17.47ʃ3.15c7.00ʃ1.00d46.33ʃ6.25d9.67ʃ0.58e55.33ʃ4.86d4.44ʃ0.28e4.55ʃ1.07c注:Cd0㊁Cd10㊁Cd50㊁Cd200㊁Cd500和Cd1000表示不同试验处理浓度分别为0㊁10.00㊁50.00㊁200.00㊁500.00和1000.00μg ㊃L -1;每列小写字母不同表示不同处理间差异显著,P <0.05㊂Note:Cd0,Cd10,Cd50,Cd200,Cd500,and Cd1000represent different test treatment concentrations of 0,10.00,50.00,200.00,500.00,and 1000.00μg ㊃L -1;the different lowercase letters in each column indicate significant differences between different treatments,P <0.05.图1㊀Cd 胁迫下中嘉早17号的糙米Cd 含量注:小写字母不同表示不同处理间差异显著,P <0.05㊂Fig.1㊀Cd content of Zhongjiazao 17brown rice under Cd stressNote:The different lowercase letters indicate significant differences between treatments,P <0.05.236㊀生态毒理学报第14卷组糙米Cd含量的1.89倍㊂200㊁500和1000μg㊃L-1Cd处理组糙米中Cd含量分别达到2.25㊁4.20和9.36mg㊃kg-1㊂随着Cd胁迫浓度增加,糙米Cd含量越大,且呈正相关关系㊂2.3㊀Cd胁迫下中嘉早17号SOD活性和MDA含量差异由表2可知,整个生育过程中,中嘉早17号叶片SOD活性对Cd胁迫有着相同的响应㊂在水稻的3个主要生育期,不同Cd胁迫处理,SOD活性规律为Cd1000>Cd500>Cd200>Cd50>Cd10>Cd0㊂不同生育时期孕穗期SOD活性最低,分蘖期最高,乳熟期次之㊂在Cd胁迫下水稻SOD活性有如下的变化趋势:Cd胁迫浓度越高,SOD活性越强;SOD活性在不同生育期表现的规律为分蘖期>乳熟期>孕穗期㊂在Cd胁迫下,各生育期中,中嘉早17号叶片的MDA含量均以Cd1000处理最高,Cd0处理最低,说明高浓度Cd胁迫增加水稻叶片MDA含量㊂从生育时期看,水稻叶片的MDA含量在水稻生长发育过程中呈增加趋势,分蘖期的MDA含量最低,成熟期水稻叶片的MDA含量明显高于孕穗期㊂2.4㊀Cd胁迫水平下水稻叶片SOD活性及MDA 含量与水稻糙米Cd含量的相关性由图2可知,水稻在Cd胁迫下糙米Cd含量与各时期SOD活性均显著相关(P<0.01)㊂水稻糙米中Cd含量与Cd胁迫浓度呈正相关,SOD活性亦如此㊂从不同时期来看,在Cd胁迫下分蘖期水稻SOD活性达到最大值,与糙米Cd含量相关系数r= 0.97,且在P<0.01水平下显著相关㊂在孕穗期水稻SOD活性较低,但与糙米Cd含量相关性最高,相关系数r=0.97㊂水稻在乳熟期SOD活性高于孕穗期,与糙米Cd含量相关性显著㊂水稻叶片SOD活性与糙米Cd含量在3个主要时期相关性均显著㊂由图3可知,水稻在Cd胁迫下糙米Cd含量与各时期MDA含量均极显著相关(P<0.01)㊂在Cd胁迫下分蘖期水稻MDA含量最低,与糙米Cd含量相关性显著(r=0.766)㊂在水稻孕穗期MDA含量与糙米Cd含量相关系数r=0.869,且在P<0.01水平下极显著相关性㊂在随着水稻的生长,在乳熟期MDA 含量高于前两个生育期,与糙米Cd含量相关性也越高,相关系数r=0.945㊂水稻叶片MDA含量与糙米Cd含量在3个主要时期相关性显著㊂3㊀讨论(Discussion)低浓度Cd胁迫对水稻生理状态无明显影响,但水稻富集吸收Cd会形成对人类有害的Cd米㊂本研究表明,低浓度(10μg㊃L-1)Cd胁迫对水稻生长有一定促进作用,当Cd胁迫达到一定限度时,会抑制水稻根的生长,使根弯曲,减少根数等[19]㊂随着Cd胁迫浓度的提高,抑制作用会逐渐增强,进而使水稻株高降低㊁生长迟缓㊁植株鲜重减小㊁叶片变黄并出现坏死斑和伤流液量减少等一系列生理状况[20]㊂前人研究认为,一定浓度Cd胁迫能显著降低水稻的产量㊁结实率和粒重等经济性状以及不同生育期的地上部干物质质量[21]㊂陈志德等[22]的研究表明,Cd对每穗粒数的影响大,而对穗数㊁结实率和千粒重影响小,Cd处理后每穗粒数降低是各品种籽表2㊀Cd胁迫下中嘉早17号叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量Table2㊀The superoxide dismutase(SOD)activity and malondialdehyde(MDA)content in leaves of Zhongjiazao17rice under cadmium stresses组别GroupSOD活性/(U㊃g-1FW)SOD activity/(U㊃g-1FW)MDA含量/(μmol㊃g-1FW)MDA content/(μmol㊃g-1FW)分蘖期Tillering stage孕穗期Booting stage乳熟期Milking stage分蘖期Tillering stage孕穗期Booting stage乳熟期Milking stageCd0165.38ʃ9.79c128.71ʃ3.78f142.05ʃ4.66e 3.84ʃ0.24d18.11ʃ0.73e27.03ʃ2.31e Cd10173.74ʃ20.09c147.07ʃ8.02e160.40ʃ15.08d 4.46ʃ0.13c19.52ʃ0.82e29.42ʃ1.2e Cd50190.05ʃ2.93c163.38ʃ3.52d176.72ʃ6.44c 5.47ʃ0.18b23.82ʃ1.5d34.47ʃ3.84d Cd200193.93ʃ5.03c177.26ʃ3.75c186.93ʃ4.33c 5.65ʃ0.44b26.61ʃ1.89c40.76ʃ1.42c Cd500224.60ʃ10.66b204.60ʃ6.51b211.60ʃ1.85b 5.87ʃ0.28bc32.08ʃ1.66b47.34ʃ3.21b Cd1000340.33ʃ26.35a290.33ʃ9.39a327.00ʃ4.41a 6.25ʃ0.37a35.12ʃ0.51a63.89ʃ3.2a注:每列小写字母不同表示不同处理间差异显著,P<0.05㊂Note:The different lowercase letters in each column indicate significant differences between treatments,P<0.05.第6期彭鸥等:Cd 胁迫下水稻叶片SOD 活性和MDA 含量与糙米中Cd 含量的相关性研究237㊀图2㊀Cd 胁迫下中嘉早17号叶片SOD 活性与糙米Cd 含量相关性注:(a).分蘖期,(b).孕穗期,(c).乳熟期㊂Fig.2㊀Correlation between the SOD activity in leaves and the cadmium content in brown ricein Zhongjiazao 17rice under cadmium stressesNote:(a).Tillering stage,(b).Booting stage,(c).Milking stage.粒产量降低的主要原因㊂在受Cd 胁迫的环境下,Cd 会影响水稻的叶绿素含量以及光合系统,并改变MDA 含量和SOD ㊁过氧化物酶(POD)㊁过氧化氢酶(CAT)活性[23]㊂Cd 对植物的毒害可能是通过产生H 2O 2的方式进行的,因此抗氧化酶系统对植物耐Cd 胁迫具有重要作用[24]㊂Cd 胁迫可以提高水稻体内抗氧化酶的活性,但随着Cd 浓度的增加酶活性逐渐降低[25],但在本研究中,Cd 胁迫浓度越高,水稻SOD 活性越强,但在0~1000μg ㊃L -1范围内Cd 2+胁迫的水稻叶片酶活性没有降低的趋势㊂邵国胜等[10]研究认为,分蘖期是不同基因型水稻SOD 活性差异最大的时期,在分蘖期中嘉早17号的SOD 活性明显高于其他2个时期㊂这表明,水稻生育早期是对Cd 胁迫最敏感的时期,随着生育进程推进,水稻对Cd 胁迫的适应性增强,Cd 胁迫对SOD 活性影响减小㊂水稻到乳熟期后,因为水稻体内Cd 含量积累到一定程度,SOD 活性则出现了一定的波动㊂章秀福等[7]的研究表明,水稻植株吸收和积累Cd 的能力与酶活性存在负相关关系,但本研究发现,水稻成熟后糙米中Cd 含量与水稻叶片SOD 活性呈正相关,且相关性显著,可以看出抗氧化酶系统在对Cd 胁迫的防卫机制中具有重要作用,但有一定的浓度限制且存在品种间的差异㊂本研究表明,随着Cd 胁迫浓度的升高,水稻叶片的MDA 含量升高,且MDA 含量与糙米中Cd 含量呈明显正相关,这与王昌全等[26]的研究结果一致㊂随着Cd 胁迫浓度和时间的增加,水稻叶片MDA 含量呈逐渐上升的趋势[27],且乳熟期的MDA 含量最高,孕穗期次之,分蘖期最低㊂同时,高浓度Cd 胁迫比低浓度Cd 胁迫更易对水稻238㊀生态毒理学报第14卷图3㊀Cd 胁迫下中嘉早17号叶片MDA 含量与糙米Cd 含量相关性注:(a).分蘖期,(b).孕穗期,(c).乳熟期㊂Fig.3㊀Correlation between the MDA content in leaves and the cadmium content in brown ricein Zhongjiazao 17rice under cadmium stressesNote:(a).Tillering stage,(b).Booting stage,(c).Milking stage.造成伤害[28]㊂随着Cd 胁迫浓度的提高和生育时期的推进,水稻叶片质膜的组成和完整性遭到破坏,细胞内产生大量自由基,但由于清除自由基的能力下降,引起质膜发生过氧化,MDA 含量增加[14]㊂综上所述,在Cd 胁迫下水稻叶片SOD 活性和MDA 含量随Cd 胁迫浓度增大而增大,且二者与糙米Cd 含量呈显著正线性相关㊂通讯作者简介:铁柏清(1963 ),男,教授,主要研究方向为环境污染治理㊁生态毒理学以及环境评价与规划等㊂参考文献(References ):[1]㊀唐贞,杨仁斌,雷鸣,等.湘潭某工业园周边稻田土壤及稻米镉污染的风险评价[J].湖南农业大学学报:自科版,2012,38(1):92-95Tang Z,Yang R 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重金属Cd_Zn_Cu_Pb复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

第 24 卷 第 5 期 2010 年 10 月
水土保持学报 Journal of Soil and Water Conservation
Abstract:Soil microbial indicators and soil enzymatic activity in Dongchuan copper mining wasteland of Yunnan province were comparatively studied by field collection and analysis in the laboratory,and pot experiments were car- ried out to investigate the influence of heavy metal combined pollution by cadmium,copper,zinc and lead on soil mi- crobial indicators and soil enzymatic activity.The results indicated that soil organic matter,soil available N,P and K,soil pH significantly decreased with decreasing of the distance to mine,and inhibition of heavy metal combined pollution on soil enzymatic activity,microbial quantity,microbial biomass C and N with decreasing of the dis- tance to mine.Moreover,the activities of soil phosphatase and catalase,number of soil bacteria were more sensitive to the level of heavy metal pollution compared to other indicators.Biomass of Chinese cabbage (Brassica rapa pekinensis)and soil enzymatic activity obviously decreased with increasing of heavy metal combined pollution degree,while soil microbial quantity,microbial biomass C and N were increased at low heavy metal combined pollution.There are synergistic and antagonistic effects among Cd,Zn,Cu and Pb in biomass of Chinese cabbage,soil enzymatic activity,soil microbial quantity,soil microbial biomass C and N. Key words:heavy metal combined pollution;soil microbes;soil enzymes;Chinese cabbage
Cd、Pb及其相互作用对三种木本植物幼树生理生化特性的影响

研究与教育2006.N O.08化工之友随着工农业生产的发展三废的排放矿产的开发和利用污水灌溉以及农药除草剂和化肥的使用等严重地污染了土壤水质和大气导致环境恶化给社会经济和人类造成不可估量的危害本文选择城市绿化中三种常见木本植物女贞银杏海桐的幼树作为研究对象采用室内盆栽实验的方法研究了镉铅污染胁迫下植物的生理生化反应为利用植物修复技术消除土壤中镉铅危害提供一些依据1.试验和方法1.1试验设计在土壤中分别投加试剂Cd Cl2Pb(NO3)2(均为分析纯设置7个处理:对照不加重金属Cd50; Cd200P b200;Pb500;Cd50+Pb200; Cd200+Pb500重金属元素后面为加入量单位均为m g/ k g盛土容器为陶土盆钵口径30c m高25c m盛土4k g每一处理重复3次1.2管理措施两年生幼树于4月中旬栽植,分别于6月下旬(即中期8月下旬(即末期)采样生长期内各处理浇水除草松土等管理措施相同1.3生理生化指标测定在幼树生长中期末期分别进行生理生化指标的测定,以了解三种幼树对镉铅污染胁迫的反应叶绿素含量采用丙酮乙醇混合液法细胞质膜透性采用电导法游离脯氨酸含量采用磺基水杨酸法过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法进行测定所有数据均以3次重复的平均值表示2.结果与分析2.1Cd Pb及其相互作用对叶绿素含量的影响叶绿素含量的变化既可反映植物叶片光合功能的强弱,也可用以表征逆境胁迫下植物组织器官的衰老状况[1]实验结果表明,对照叶绿素a b含量和叶绿素总量明显高于其他处理,并且随着处理浓度的增加胁迫时间的延长而呈现下降的趋势在Cd Pb复合污染处理下的叶绿素含量比单一污染处理要低说明Cd Pb复合作用加强了对叶绿素的破坏作用叶绿素a/b有随着处理浓度增加而增加的趋势说明Cd Pb对植物叶绿素b的影响比叶绿素a大,G i l等[2]研究C d污染后的番茄也得到类似的结果女贞的叶绿素a b含量略大于银杏和海桐海桐的叶绿素a/b明显大于女贞和银杏而三种幼树的叶绿素总量差异不显著根据叶绿体分离提取方法[3]推断进入叶绿体的Cd 等重金属元素可与蛋白质的-SH基或其他侧链结合,或取代其中的Fe2+Zn2+等直接破坏叶绿体的结构,或使叶绿体酶活性发生变化进而影响叶绿体的合成及植物的光合作用故使植物呈现失绿出现生理伤害2.2Cd Pb及其相互作用对叶片质膜透性的影响孔祥生等[4]证明在重金属胁迫下,植物叶片细胞质膜的组成和完整性遭到破坏细胞膜受到伤害后,细胞内的离子和有机物大量外渗,外界有毒物质进入细胞,结果导致植物体内一系列生理生化过程失调在逆境生理学中细胞质膜透性是反映植物抗逆性的良好指标随着重金属处理浓度的增加和胁迫时间的延长明显地增加了叶片细胞质膜的伤害程度这与Cd对桑叶[5]烟草[6]等的影响是一致的重金属胁迫下对女贞叶片质膜透性的伤害最大,银杏次之,而海桐最小,表明海桐相对于女贞和银杏具有较好的抗污染胁迫能力2.3Cd Pb及其互作用对叶片游离脯氨酸含量的影响脯氨酸存在于细胞质中,是最重要和有效的有机渗透调节物质[7],在逆境条件下,植物为了防御伤害维持正常的生理生化功能植物体内必然相应地产生一系列的物质代谢变化游离脯氨酸含量的大量积累就是这些变化之一随着重金属处理浓度的增加和胁迫时间的延长幼树叶片游离脯氨酸含量均逐渐增加,这与洪仁远[8]秦天才等[9]的研究结果一致银杏各处理的游离脯氨酸含量表现出较高的水平海桐次之而女贞最低说明银杏因脯氨酸含量的增加而在细胞适应性代谢调节的能力表现上最强而女贞表现最弱2.4C d Pb及其相互作用对叶片过氧化氢酶活性的影响过氧化氢酶是含Fe的血红蛋白酶类可以催化H2O2分解成水和氧在生物体内与超氧物歧化酶一起起到清除自由基的作用从而保护膜免受自由基伤害[10]在Cd Pb 复合处理后过氧化氢酶活性明显低于单一处理说明Pb 和Cd的复合作用降低了过氧化氢酶毒害的阈值海桐叶片过氧化氢酶活性显著高于银杏和女贞,并且随着重金属胁迫时间的延长女贞叶片的过氧化氢酶活性在下降而银杏和海桐叶片的过氧化氢酶活性却上升表明海桐对重金属的抗性高于银杏而女贞的抗性最低Cd Pb及其相互作用对三种木本植物幼树生理生化特性的影响罗红艳张银龙南京林业大学森林资源与环境学院南京210037摘要本文研究了Cd Pb及其相互作用对三种木本植物幼树生理生化特性的影响结果表明三种植物叶片的叶绿素含量质膜透性游离脯氨酸含量过氧化氢酶活性等生理生化指标均发生明显变化海桐抗Cd Pb的能力优于银杏和女贞铅加强了镉对植物的毒害作用关键词镉铅木本植物生理生化指标中图分类号X592文献表识码A49F R I END O F C HEM I C AL I N DU STR Y研究与教育化工之友2006.N O.083.结论与讨论3.1生长在镉铅环境中的植物具有一定的适应性,植物可通过积累游离脯氨酸来减轻重金属的毒害3.2已有的研究表明重金属污染伤害植物的机理之一是一方面诱发植物细胞内的活性氧反应加剧活性氧含量增加使保护酶过氧化氢酶活性应激上升以清除过多的活性氧但当重金属浓度过高时又钝化保护酶过氧化氢酶的活性最终造成活性氧防御系统瓦解活性氧数量骤增[11]最终势必造成叶绿素含量下降质膜透性增加从本试验的研究结果看海桐过氧化氢酶的应激反应能力强于银杏和女贞使得海桐叶片的叶绿素含量和质膜透性的变化均小于银杏和女贞即抗Cd P b 的能力优于这二者3.3在环境中单纯的镉或铅污染是少见的镉和铅往往伴随存在从本次试验结果看铅加强了镉对植物的生理生化指标的作用使镉对植物毒害的阈值降低参考文献[1]黄晓华,周青,程宏英,等.五种常绿树木对铅污染胁迫的反应[J].城市环境与城市生态,2000,13(6):48~50[2]G i l J,M or al R.Ef fect s of cadm i um on phys i-ol ogi cal and nut ri t i onal aspect s of t om at o pl ant.I.C hl o-r ophyl l a and b and car ot enoi ds[J].Freseni us E nvi ron B ul l.1995,4:430~435.[3]张志良编著.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,1990.[4]孔祥生,张妙霞,郭秀璞.C d2+毒害对玉米幼苗细胞膜透性及保护酶活性的影响[J].农业环境保护,1999,18(3): 133~134.[5]陈朝明,龚惠群,王凯荣.Cd对桑叶品质生理生化特性的影响及其机理研究[J].应用生态学报.1996,7(4): 417~423.[6]李元,王焕校,吴玉树.Cd Fe及其复合污染对烟草叶片几项生理指标的影响[J].生态学报.1992,12(2):147~153[7]李合生著.现代植物生理学[M].北京:高等教育出版社, 2002.[8]洪仁远,蒲长辉.镉对小麦幼苗的生长和生理生化反应的影响[J].华北农学报,1991,6(3):70~75.[9]秦天才,吴玉树,王焕校.镉铅及其相互作用对小白菜生理生化特性的影响[J].生态学报,1994,14(1):46~49.[10]杨居荣,贺建群,蒋婉茹.Cd污染对植物生理生化的影响[J].农业环境保护,1995,14(5):193~197.[11]Z hou Q,H uang X,CaoY,et al.M i t i gat i ve ef fect of La on G l yci ne m ax s eedl i ngs under Pb-Cd com-pound pol l ut i on[J].J of Rar e E art hs,1999,17:303~307.建筑施工企业的安全管理在企业的各项管理工作中是一项非常关键非常重要的工作可以说是各项工作之首我国加人W T O之后对建筑施工企业的要求越来越高市场竞争将更加激烈建设单位要求高质量短工期低造价的意识会越来越强在这种条件下安全管理工作更应该加强而不能削弱随着各级主管部门对安全管理工作的不断重视和加强监管力度的不断加大施工企业的安全管理工作正逐渐走向良性循环的轨道且已初见成效下面就结合自己的工程实践和思考谈一谈施工企业的安全管理问题1.安全管理工作的不利因素建筑施工企业安全管理工作存在诸多不利因素给安全管理工作带来了困难和障碍我认为建筑施工企业安全管理工作的不利因素主要存在于以下几个方面:1.1施工企业安全工作的好坏建设方不关心建设方关心的主要是质量工期造价这就给施工企业特别是项目部容易造成对安全工作忽略管理有一种只投人不产出无明显效益的感觉1.2不少人都有一种侥幸心理有可能干了许多工地或者是干了多少年都没出安全事故怎么这个工程今年会出事故呢?所以有些项目经理对上级部门安全管理人员的要求得过且过拖拖拉拉安全意识不强但是大多数的项目还是好的1.3主要是资金问题中小城市特别是中小企业所施工的项目都较小本身工程造价就不高多数又出现垫资和压级压价现象且工程进度款又很难按工程进度支付所以造成施工现场资金非常紧张材料费要拖欠大多外援工的人工工资要拖欠其他一些方面受支配的资金也很有限所以对那种光投资不见明显效益的安全经费总是被挤占或挪用1.4安全专业知识欠缺一是企业安全教育讲的多做的少二是对学习安全知识多数人无兴趣不用不学用的时候又不想学,所以现场有许多很简单的事情总是做不好1.5专职和兼职管理人员无法按要求履行职责由于受资金人员材料供应设备维修等因素的影响专职安建筑施工安全管理问题研究张鑫(贵州省桥梁工程总公司550001)摘要安全对于万物生灵来说,是一种存续的保障;对于人类社会来说是一种进步的体现;建筑施工企业更是要求尽善尽美本文通过对安全管理工作的相关因素分析提出了对安全管理问题的一些建议关键词建筑方式安全管理中图分类号TU71文献标识码AF R I END O F C HEM I C AL I N D USTR Y 50。
重金属Cu2+胁迫对绿豆生理生化指标的影响

重金属Cu2+胁迫对绿豆生理生化指标的影响重金属是一类对生物体有害的物质,它们能够进入植物体内并对其生理生化过程产生不利影响。
本文将研究重金属Cu2+对绿豆生理生化指标的影响。
绿豆是一种常见的被食用的豆类作物,具有广泛的经济价值和生态功能。
绿豆生长过程中,受环境因素的影响较大,并且对重金属强烈敏感。
研究Cu2+对绿豆的影响,有助于了解绿豆对Cu2+这种重金属的胁迫响应机制。
重金属Cu2+胁迫对绿豆的生长状况产生了明显的影响。
实验结果表明,在Cu2+胁迫下,绿豆的生长速度明显减缓,根和茎的生长受到抑制,干重和鲜重减少。
这可能是由于Cu2+通过根部进入植物体内,干扰了植物细胞的正常功能,导致生长受限。
Cu2+胁迫对绿豆的叶绿素含量和光合作用产生了不利影响。
叶绿素是植物进行光合作用所必需的物质,它能够吸收太阳光能并转化为化学能。
实验结果显示,Cu2+胁迫下绿豆的叶绿素含量显著降低,光合作用速率也明显下降。
这是因为Cu2+能够直接干扰光合作用的过程,破坏叶绿素的结构和功能,导致能量转化过程受限。
Cu2+胁迫还对绿豆的抗氧化能力造成了负面影响。
抗氧化酶是植物细胞对抗氧化应激的重要组成部分,能够稳定细胞内氧化还原平衡。
实验结果显示,Cu2+胁迫下绿豆的超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,丙二醛(MDA)含量增加。
这表明Cu2+胁迫引起了绿豆细胞的氧化应激,导致氧自由基的积累,进而破坏细胞结构和功能。
重金属Cu2+胁迫对绿豆的生理生化指标产生了明显的影响。
研究结果揭示了Cu2+进入植物体内后对其生长、叶绿素含量、光合作用、抗氧化能力和内源激素含量等方面的干扰。
这有助于深入了解植物对重金属Cu2+胁迫的响应机制,并为相应的防治措施提供一定的理论依据。
镉胁迫下小麦幼苗抗氧化酶活性的影响ppt
在一定范围内,抗氧化酶活性 的提高有助于减轻镉胁迫对小 麦幼苗的伤害,提高其适应能 力。
不同品种的小麦幼苗对镉胁迫 的抗氧化酶活性反应存在差异, 表明品种间抗逆性存在差异。
研究不足与展望
当前研究主要关注了镉胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活性的影响,但未涉及 其他生理生化指标,如叶绿素含量、丙二醛含量等,未来可进一步拓展 研究范围。
不同植物品种对镉胁迫的抗氧化酶活性变化可 能存在差异,这为培育耐镉胁迫的植物品种提 供了潜在的生理机制。
抗氧化酶活性与植物耐镉胁迫之间的关系对于 指导农业生产实践具有重要意义,有助于提高 作物对重金属污染环境的适应能力。
06
结论与展望
研究结论
镉胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活 性具有显著影响,随着镉浓度 的增加,抗氧化酶活性呈现先 升高后降低的趋势。
镉胁迫下小麦幼苗抗氧化 酶活性的影响
• 引言 • 镉胁迫对小麦幼苗的影响 • 抗氧化酶在植物抗逆中的作用 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景
镉是一种有毒的重金属元素,对环境和生物体具有极大的危 害。随着工业化和城市化进程的加速,镉污染问题日益严重 ,对农作物生长和食品安全构成威胁。
THANKS
感谢观看
实验组
分别在不同浓度的镉胁迫下培养幼苗,观察并记录幼苗的生长情况和抗氧化酶活性变化。
05
实验结果与分析
实验结果
01
镉胁迫下小麦幼苗的抗氧化酶活性受到显著影响。
02
随着镉浓度的增加,抗氧化酶活性呈现先上升后下 降的趋势。
03
在一定镉浓度范围内,抗氧化酶活性与镉浓度呈正 相关,超过该范围则呈负相关。
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Cd(Ⅱ)胁迫对盐藻生长、抗氧化系统及线粒体膜电位的影响
康 。 已有 研究 表 明 ,C (Ⅱ) 影 响 藻类 的生 长 d 能 代谢 ,抑 制 藻类 的光 合作 用 ,胁迫 藻体 内产生 大 量 活性 氧 自由基 ,导致 膜质 过氧 化 ,也 可诱 导藻 体 内
关 键词 : d Ⅱ) c ( ;盐藻;线粒体膜电位;超氧化物歧化酶;丙二醛 ; 总抗氧化力
中图分 类 号 :X 7. 115
文 献标 志码 : A
镉 ( d 是一 种毒性 很强 的重金 属污染 物 , C)
所 导致 的 。 衣 藻 能 在 U V—C胁 迫 后 发 生 凋 亡 ,
主要来 源 于冶炼 、电镀 、蓄 电池 、采 矿等 工业 排放 的废水 中 ,对微 生 物 、植物 、动 物和 人体产 生 强烈 的毒 害 作用 。在 C (U) 迫 下 ,植 物体 发 生 生 理 d 胁 应 激 和防御 反 应 ,如合 成 植 物螯 合 肽 ( ht hl— py ce o a
超氧 化物 歧 化酶 、过氧化 物酶 等抗 氧化 酶活性 的升
单 细胞 藻类 的凋亡 机 理提供 参 考 资料 。
1 材 料 与 方 法
1 1 材 料 .
高 ,在 一 定程 度 上 清除 活性 氧 自由基 ,降低 细胞 的
受损程 度 。
K r 等 。 首 次 提 出 了 细 胞 凋 亡 的 概 念 ,人 们 er 。 对 细胞凋 亡 的研 究也 开 始逐 渐深 入 。细胞 凋亡在 形 态 学上 主要 表现 为 染色 质凝 聚 和片段 化 、细胞 质减 少 、核 片段 化 、细 胞膜 发泡 形成 凋亡 小体 ,死 亡细 胞 很快 被邻 近 细胞 吞 噬 而不 留痕 迹 。 已有研 究 表 明 ,C (I) 迫 能 引起 烟 草 悬 浮 细 胞 凋 亡 ,这 d I胁 可能是 由 C d(I) 迫 产 生 的活 性 氧 物 质 ( O ) I胁 R S
重金属胁迫 氧化应激响应基因
重金属胁迫氧化应激响应基因重金属胁迫是指环境中存在高浓度的重金属元素,对生物体造成不同程度的毒害与危害。
重金属污染已经成为全球面临的重要环境问题之一,它不仅对自然生态系统产生巨大破坏,也对人类的健康和社会经济的可持续发展带来了严重威胁。
在面对重金属胁迫时,生物体通常会发生一系列的应激反应,包括氧化应激响应。
氧化应激是指在细胞内外产生了氧化剂(促进氧化还原反应中电子转移的分子)过量时,细胞内的抗氧化系统无法完全清除氧化剂,导致细胞内产生大量反应性氧化物质,这些氧化物质会对蛋白质、核酸、甚至细胞器官等造成损伤。
氧化应激响应基因是指在细胞受到氧化应激刺激后,被启动并参与调控细胞内的应激反应的一类基因。
这些基因通过编码一系列特定的蛋白质,参与调控细胞内的氧化还原反应、氧化物清除、细胞死亡等过程,以帮助生物体抵御重金属胁迫导致的氧化应激。
氧化应激响应基因通常被分类为两大类:第一类是直接参与氧化还原反应的酶类基因,如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)等;第二类是编码一系列辅助蛋白质的基因,如抗氧化酶辅酶、氧化还原酶辅酶等。
这些基因的表达水平和活性的调控,对于细胞的适应重金属胁迫环境尤为重要。
氧化应激响应基因通常具有一定的保守性,即在不同生物体中,由于受到重金属胁迫而引发的氧化应激响应基因的结构和功能差异较小。
因此,通过研究模式生物和一些重要经济作物中的氧化应激响应基因,可以揭示重金属胁迫下的适应机制。
例如,研究表明,拟南芥(Arabidopsis thaliana)中的SOD、CAT等基因家族在重金属胁迫下表达水平的升高,可以提高植物的抗重金属能力。
同样,水稻中的过氧化氢酶(OsCAT)基因在重金属胁迫下的表达也与植物对重金属的耐受性密切相关。
近年来,研究人员通过转基因技术和基因敲除技术对氧化应激响应基因进行了一系列的功能研究。
通过改变氧化应激响应基因的表达水平,可以明确其在细胞应激反应中的作用,并评估其对生物体适应重金属胁迫环境的贡献。
低氧胁迫对四角蛤蜊存活、抗氧化指标和呼吸相关酶的影响
低氧胁迫对四角蛤蜊存活、抗氧化指标和呼吸相关酶的影响目录一、内容概览 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 四角蛤蜊概述 (4)3. 低氧胁迫研究现状 (5)二、实验材料与方法 (6)1. 实验材料 (7)四角蛤蜊采集地与季节 (7)实验室环境与设备 (8)2. 实验方法 (9)样品采集与处理 (10)低氧胁迫处理方法 (11)存活、抗氧化指标及呼吸相关酶的测定方法 (12)三、低氧胁迫对四角蛤蜊存活率的影响 (13)1. 不同低氧浓度对四角蛤蜊存活率的影响 (13)2. 时间梯度下低氧胁迫对四角蛤蜊存活率的影响 (14)3. 存活率变化机制分析 (15)四、低氧胁迫对四角蛤蜊抗氧化指标的影响 (16)1. 超氧化物歧化酶活性变化 (17)2. 过氧化氢酶活性变化 (18)3. 丙二醛含量变化 (19)4. 抗氧化能力综合评价 (19)五、低氧胁迫对四角蛤蜊呼吸相关酶的影响 (20)1. 复合体Ⅳ活性变化 (22)2. 细胞色素氧化酶活性变化 (22)3. 电子传递链相关酶活性变化 (23)4. 呼吸链功能评估 (24)六、低氧胁迫对四角蛤蜊生理生态效应的初步探讨 (25)1. 低氧胁迫对四角蛤蜊生长速度的影响 (27)2. 低氧胁迫对四角蛤蜊繁殖能力的影响 (27)3. 低氧胁迫对四角蛤蜊行为模式的影响 (28)七、结论与展望 (29)1. 研究结果总结 (30)2. 存在问题与不足 (31)3. 后续研究方向与应用前景展望 (32)一、内容概览本研究旨在深入探讨低氧胁迫对四角蛤蜊(Mactra veneriformis)存活、抗氧化指标以及呼吸相关酶的影响。
在自然界中,低氧环境是常见的,尤其是在深海和近海区域。
对于大多数海洋生物而言,低氧环境可能构成一种压力,影响其生存和生理功能。
本研究通过实验方法,首先评估了不同低氧浓度下四角蛤蜊的存活率。
在低氧条件下,四角蛤蜊的存活率会受到显著影响,且与低氧浓度呈负相关关系。
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生态学报2011,31(11):3044—3053Acta Ecologica Sinica重金属Cd胁迫对红树蚬的抗氧化酶、消化酶活性和MDA含量的影响赖廷和1,何斌源1,2,范航清1,2,*,周如琼3,1,杨艳3,1(1.广西科学院广西红树林研究中心,广西北海536007;2.广西红树林保护重点实验室,广西北海536007;3.广西大学林学院,广西南宁530000)摘要:在实验室条件下,观测不同Cd胁迫处理(时间和水平)对红树蚬(Geloina coaxans(Gmelin))的胃组织中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量,及淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等3种消化酶活性的影响效应。
结果表明,高浓度组(4.00mg/L和8.00mg/L)在较短的暴露时间即出现SOD活性显著诱导,而低浓度组则需要更长的暴露时间。
所有处理组的CAT活性均先受诱导而后抑制,但去除胁迫后低浓度组活性上升,高浓度组则持续下降。
低浓度处理组在胁迫初期MDA含量上升,但随后下降至较低水平;高浓度处理组MDA含量上升稍为滞后,但随后上升至较高水平。
在消化酶方面,Cd 对红树蚬胃组织淀粉酶的影响基本上表现为抑制;在胁迫初期脂肪酶活性受到显著诱导,随着胁迫时间延长酶活性则下降,同时胁迫解除后不同程度恢复;对蛋白酶的影响效应规律性不明显。
显著的效应-剂量间相关关系存在于特定时间的SOD活性(1d),CAT、淀粉酶活性和MDA含量(7d和恢复6d)。
探讨了这些指标作为生物标记物应用于监测海洋重金属污染的可能性。
关键词:红树林;红树蚬;Cd胁迫;消化酶;抗氧化酶;脂质过氧化Effects of cadmium stress on the activities of antioxidant enzymes,digestive enzymes and the membrane lipid peroxidation of the mangrove mud clam Geloina coaxans(Gmelin)LAI Tinghe1,HE Binyuan1,2,FAN Hangqing1,2,*,ZHOU Ruqiong3,1,YANG Yan3,11Guangxi Mangrove Research Center,Guangxi Academy of Sciences,Beihai536007,China2Guangxi Key Laboratory of Mangrove Protection,Beihai536007,China3College of Forestry,Guangxi University,Nanning530000,ChinaAbstract:Due to the increasing discharge of pollutants into mangrove wetlands in China,a trend of heavy metal pollution has been becoming more and more widely and intensively.The mangrove mud clam Geloina coaxans(Gmelin,1791)is a dominant macrobenthos of mangrove wetlands,and serves as common seafood in the South China coast.Owing to its wide distribution,large body size and high abundance,the mangrove mud clam would act as a potential indicator of marine heavy metal pollution.In this study,the effects of Cd stresses(levelˑexposure time)on the activities of superoxide dismutase(SOD),catalase(CAT),amylase,lipase and proteinases and malondialdehyde(MDA)content in the stomach tissues of the mangrove mud clams were studied under hydrological culture.Eight Cd levels,i.e.0,0.125,0.25,0.50,1.00,2.00,4.00and8.00mg/L were chosen.The stomach tissues of the mangrove mud clams were sampled on0d(the beginning day),1d,3d and7d,and Cd-release6d respectively.The results showed that the SOD activities in the stomach tissues of the mangrove mud clams were induced rapidly after基金项目:国家自然科学基金(4067050);广西北部湾基础研究重大专项(2010GXNSFE013002);广西科技攻关项目(桂科攻0895004-1;0992026-1)收稿日期:2010-04-19;修订日期:2010-11-11*通讯作者Corresponding author.E-mail:fanhq666@126.comexposure to higher levels of Cd (4.00mg /L and 8.00mg /L ),while it needed longer time to induce the enzyme under lower Cd level.The CAT activities in all treatments were induced once exposure to Cd but inhibited with the prolonging of the exposure time.Stress-release experiments showed that these inhibition effects on the CAT activities could be reversed only under the lower levels of Cd exposure.MDA content increased once exposure to the low levels of Cd and then decreased with the prolonging of exposure time.However ,under the high levels of Cd stresses ,MDA contents increased with the exposure time and maintained at higher level even after the stress was released.Cd exposure had an inhibitory effect on the activities of the amylase.Significant induction of the lipase by Cd occurred at the early time of the exposure ,especially under the lower levels of Cd treatments ;however ,this induction effect vanished and the lipase activity decreased with the prolonging of Cd stress ,and returned to higher level after the stress was released.The effects of Cd stress on proteinase activity varied disorderly.These results showed that the effects of Cd exposure on the stomach tissues of the mangrove mud clam differed through the course of the experiment.Whether it would be promotion or inhibition depended on the given indexes ,exposure time and Cd levels.Our results indicated that the mangrove mud clam could be suitable for an indicator organism because some significant effect-dosage relationships occurred.When the clams were exposed to Cd stress for 1d ,the SOD activity responded regularly to the stress level ,however ,this regular effect didn't repeat as the stress time prolonged.As to the activities of CAT and amylase and the content of MDA ,the regular effects occurred on the later stage of Cd exposure.Therefore ,these four biochemical indexes would be complementary if they were applied to the cadmium monitoring together ,but CAT and MDA would be more practicable than others.Key Words :mangrove ;mud clam Geloina coaxans (Gmelin );cadmium stress ;digestive enzyme ;antioxidant enzyme ;lipid peroxidation近年来我国沿海地区大量工农业污染物向海域排放,对海洋生物尤其是对环境毒物具有较强富集能力的贝类的生长和繁衍构成严重威胁,相应的食品安全问题堪忧。