重金属胁迫下四种红树植物幼苗生理响应特征

研究了四种红树植物红海榄、秋茄、木榄、角果木幼苗在不同浓度重金属水溶液胁迫28天后的生理生化指标变化特征,包括可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）活性和氧化损伤标志物丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量。研究结果表明四种植物叶片内的SOD、POD活性均呈现出先升高后下降趋势,10倍重金属水溶液中的红海榄,5倍重金属水溶液中的秋茄和木榄,以及1倍重金属水溶液中的角果木具有较好的抗氧化酶活性,能有效清除活性氧,减小氧化损伤。在同等浓度重金属水溶液处理下,MDA含量结果显示红海榄受损程度最轻,秋茄、木榄受损程度居中,角果木受损程度最重。红海榄抗重金属胁迫能力强于秋茄、木榄,角果木抗重金属能力最弱。上述四种红树植物对重金属的抗性结果说明红树科植物具有较强的抗污染能力,这对于我国红树林生态修复与保护具有重要的指导意义。     

不同盐胁迫时间下秋茄幼苗叶片膜脂过氧化作用的研究

对长时间和短时间盐胁迫下红树植物秋茄(Kandelin candel)叶片膜脂过氧化作用、叶绿素含量、电解质渗透率、叶片肉质化程度等与盐胁迫强度之间的关系进行了对比研究.结果表明,短时间盐胁迫和长时间盐胁迫下秋茄叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶片肉质化程度等随盐胁迫强度的提高而有不同的变化规律.在短时间盐胁迫下,随基质盐度的提高,SOD活性(fw)变化呈“U”型,在盐度15～20处叶片SOD活性最低,MDA含量变化不明显,电解质渗透率和叶片肉质化程度先升高而后下降,在盐度20处最高;在长时间盐胁迫下,SOD活性先随盐度的提高而提高,当盐度高于10时又随盐度的提高而下降,而MDA含量随盐胁迫程度的提高而下降,电解质渗透率和肉质化程度却上升,不同盐胁迫时间下红树植物秋茄具有不同的耐盐机制.膜脂过氧化不是盐胁迫下秋茄叶片膜损伤的主要原因.     

重金属胁迫对杜氏盐藻生长及叶绿素荧光特性的影响

研究了杜氏盐藻Dunaliella salina在不同浓度的Cu2+、Zn2+、Cd2+等重金属离子胁迫一段时间(24、48、72和96 h)后,叶绿素荧光特性的变化情况。测定的主要参数有:PSII的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、PSII的实际光能转化效率(Yield)、相对光合电子传递效率(rETR)、光化学淬灭(qP)和非光化学淬灭(NPQ)。研究结果表明,当Cu2+浓度范围在600~800μmol/L时,杜氏盐藻的Fv/Fm、Fv/Fo、Yield、rETR和qP均明显降低,NPQ变化不规律,随着胁迫时间的延长,除qP在96 h时有所上升外,各荧光参数均逐渐降低;Zn2+胁迫下Fv/Fm、Fv/Fo、Yield和rETR随着浓度的增加而降低,NPQ先下降后上升,qP仅在Zn2+浓度范围(800~3200μmol/L)下明显下降,随着胁迫时间的延长,各荧光参数均逐渐降低;Cd2+胁迫下各荧光参数均明显下降,随着胁迫时间的延长,Fv/Fm、Fv/Fo和NPQ先下降后上升,在48 h时达到最低值,Yield、rETR和qP均逐渐降低。在3种重金属离子胁迫下,细胞密度和叶绿素相对含量也显著降低。根据3种重金属离子的半抑制浓度(EC50),其毒性大小顺序为Cu2+Cd2+Zn2+。     

潮间带大型海藻孔石莼和鼠尾藻对铜胁迫的生理响应

以潮间带大型海藻孔石莼(Ulvapertusa)及鼠尾藻(Sargassumthunbergii)为试材,研究了不同Cu~(2+)浓度(0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mg/L)胁迫下海藻中叶绿素含量、光合特性和ATP酶活性的响应变化。结果表明,随Cu~(2+)浓度增加,孔石莼及鼠尾藻的光合色素含量、叶绿素荧光参数包括光能利用效率(alpha)、最大相对电子传递速率(rETRm)、半饱和光强(IK)及PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)随胁迫浓度升高均呈下降趋势,其中孔石莼F_v/F_m下降幅度更大;2种海藻中Na~+K~+-ATP及Ca~(2+)Mg~(2+)-ATP酶活性总体上随Cu~(2+)浓度的升高亦呈降低趋势,且孔石莼降低幅度尤为显著。这些结果表明,随胁迫程度加剧,孔石莼及鼠尾藻光合作用受抑,代谢酶活性降低,藻体遭受不可逆的严重损伤,处理体现出较明显的剂量效应;二者相比,鼠尾藻相比孔石莼对铜胁迫具更强的耐受性;叶绿素荧光参数F_v/F_m测定结果极其稳定且与胁迫程度相关极显著,可作为海藻生长及生理代谢对重金属耐受性的有效评价指标。     

Cu2+对青蛤的胁迫效应

为研究青蛤(Cyclina sinensis)对重金属Cu~(2+)的蓄积作用及免疫机能的影响,开展了Cu~(2+)对青蛤的急性毒性实验,观察青蛤在96 h Cu~(2+)半致死浓度和安全浓度胁迫下,不同组织的蓄积趋势,及血淋巴液中SOD、CAT和ACP活性的变化。结果显示:Cu~(2+)的半致死浓度为0.807 mg/L,安全浓度为0.00807 mg/L。鳃和内脏团组织中蓄积的Cu~(2+)浓度与处理时间呈正相关;在半致死和安全浓度胁迫下,鳃组织中Cu~(2+)蓄积速度均快于内脏团;在半致死浓度胁迫下血淋巴液中SOD、CAT和ACP活性呈现先诱导再抑制的趋势,安全浓度下无明显变化,但均高于对照组水平。     

铝胁迫对海莲幼苗中某些金属元素累积的影响

对海莲(Brugiera sexangula)幼苗进行不同浓度的铝盐处理,采用微波消解和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了海莲幼苗叶片,茎和根组分的Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn和Al金属元素含量。结果显示,随培养液Al浓度的增加,海莲叶片、茎和根部Al的积累增加,其中根组分增加尤为显著。Al胁迫下,海莲根部对Na的吸收增强,但在叶和茎中的变化不显著;10 mmol/L的Al处理促进了根对K的吸收;Al显著抑制了Mn和Fe在海莲中的积累;Cu、Zn含量在海莲各器官中的变化不一致。此外,25 mmol/L和50 mmol/L Al处理的海莲幼苗根部对Ca的积累显著增加,有利于Al毒害的缓解作用。     

梯度淹水胁迫下全日潮海区秋茄幼苗的生长和生理反应

以秋茄(Kandelia candel L.Druce)幼苗为材料,在全日潮海区广西英罗湾开展为期5个月的野外梯度淹水胁迫实验。3座平台作为重复,每座设置8个梯度,相邻高程组间的高度相差10cm。实验5个月后测定幼苗的生长状况和一些生理指标。结果表明:秋茄幼苗的生长高度、节数、叶数和大根数这4个外部形态特征指标的最大值均出现在360cm高程组。生长高度、节数、叶数的曲线较为一致,幼苗大根数的略有不同,但总体上可看出太低的高程均不利于这4个指标的增长。叶面积对淹水胁迫的反应与叶数一致,但高程组之间的差异更大。叶绿素含量则表现长时间淹水胁迫促进含量增高。在任一高程组,秋茄幼苗各新生器官生物量分配均表现为:茎>根>叶。各新生器官及全株生物量的最大值出现在360cm高程组,它们的干重曲线表现比较一致。幼苗根系中的活性氧清除酶类活性均高于叶片。根系中SOD酶和POD酶的分布规律较为一致,都以360cm高程组的活性最高。叶片中SOD酶和POD酶的变化则相反,叶片SOD酶随高程增大而降低,POD酶则随高程增大而增大。根系中活性氧清除酶类活性的水平与幼苗全株生物量的关系均呈显著相关,叶片中的则无此相关性。360cm及以上高程组幼苗全部存活,较低高程组有部分死亡。综合本文实验结果,可初步判断北部湾沿海秋茄造林的滩涂高程不宜低于当地平均海平面。     

秋茄叶对复合重金属的胁迫反应及其积累能力研究

为了探究重金属胁迫对红树植物秋茄Kandelia candel(L.Druce)生理指标的影响,通过砂培试验研究了秋茄在5个不同级别(T0、T1、T2、T3 和 T4)的复合重金属(镉、铅和汞)处理30d后某些生理特性的变化.结果表明,随着复合重金属胁迫浓度的增加,秋茄叶片吸收重金属量增加,而叶绿素含量明显减少.抗坏血酸(AsA)含量在T3达到最大值,但在T4减少到对照水平.当重金属处理浓度大于T1时,谷胱甘肽(GSH)含量显著增加.秋茄叶抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性变化趋势与AsA活性变化相似,呈先升后降趋势,在T3时酶活性都达到最大值.重金属处理对谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性有显著诱导作用.综合实验结果,可初步判断秋茄叶能积累和忍受一定量的重金属;为了减少重金属胁迫造成的氧化伤害,秋茄叶片通过调节体内的抗氧化剂含量和抗氧化酶活性来抵御活性氧的攻击.     

红树植物根系分泌物壬二酸对海洋原甲藻的影响

一般认为植物根际微生物的生物量高于非根际,这与植物根际分泌多种物质有关。不同种类的红树林内出现不同程度的林内富营养化现象,浮游藻类生物量很高,认为这部分地与红树植物根系分泌物(Root Exudates,REs)对林内生物的调控作用有关。红树植物根系分泌物是调控红树林生态效应的关键因素之一。壬二酸(Azelaic acid)是初次在红树植物中检测到的一种二元羧酸类根泌物,选用壬二酸和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)为代表,以不同浓度壬二酸培养藻,在藻生长周期内定期观测其密度、形态、胞内甘油含量、色素含量等指标,进行室内红树植物根系分泌物对藻类的影响作用的初步的机理实验。主要结果如下:在低浓度0.5~1.5 mg/L时,壬二酸可作为营养物质被藻细胞所吸收。而在较高浓度2和4 mg/L时,壬二酸主要起化感抑制作用。细胞膜的脂质过氧化导致胞内甘油含量上升,色素体产生应激反应,色素合成量加大,特别是多甲藻黄素含量增加。通过细胞代谢产生更多的内含物质,如淀粉粒和脂肪,导致液泡增大。色素体是应激反应和抗逆作用的重要细胞器之一。由于壬二酸可以较低浓度出现较高的抑制效应,因此对红树林内的生态效应非以营养效应而以化感效应为主。红树植物根系分泌物对林内生态具有一定的调控作用,应加强野外条件下的红树植物多种根系分泌物的混合效应原位试验。     

Pb2+对青蛤的急性毒性及对其血淋巴液中免疫相关酶活性的影响

采用静态急性毒性实验研究了重金属Pb~(2+)对青蛤(Cyclina sinensis)的生物急性毒性效应,测定了在96 h Pb~(2+)半致死浓度的1/10(TC组)和1/100(SC组)两个浓度胁迫下,血淋巴液中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)和溶菌酶(LSZ)活性的变化。结果显示:Pb~(2+)的96 h LC50为7.938 mg/L; SC组ACP活性表现为诱导-抑制趋势,除4 d外均与对照组差异显著(P0.05), TC组为抑制趋势,为3个组中的最低,与对照组差异显著(P0.05);实验组SC组和TC组的AKP、LSZ活性均表现为前期为诱导中后期受抑制的趋势,与对照组差异显著(P0.05),且TC组活性始终低于SC组,表现出Pb~(2+)的胁迫浓度越高酶活性受到的抑制作用越大。以上结果表明,重金属Pb~(2+)对青蛤的毒性级别为高毒级,能造成青蛤免疫相关酶的活性受到抑制,影响青蛤的免疫能力,而且这种抑制作用随着环境中Pb~(2+)浓度增加而增加。     

盐度对花鳗鲡(Anguilla marmorata)和太平洋双色鳗鲡(A. bicolor pacifica)幼鳗鳃丝 及肾脏Na+/K+-ATP酶活力的影响

采用酶学分析的方法,以淡水组为对照,进行了盐度变化对花鳗鲡(Anguilla marmorata)[体质量(10.70±0.92)g]和太平洋双色鳗鲡(A. bicolor pacifica)幼鳗[体质量(12.11±0.79)g]鳃丝及肾脏Na+/K+-ATP酶活力影响的研究。结果表明,经不同的盐度(5、10、18)处理,各处理组的花鳗鲡和太平洋双色鳗鲡幼鳗鳃丝Na+/K+-ATP酶活力均呈现先降低后升高最后再降低并趋于稳定的趋势。前者24h时达到最低值,48h时盐度10处理组上升至与对照组无显著差异(P>0.05),而盐度18处理组显著高于对照组(P<0.05)。后者6h时达到最低值,12h时盐度5和18处理组达到最高值,24h时盐度10处理组达到最高值。盐度变化对花鳗鲡和太平洋双色鳗鲡幼鳗肾脏Na+/K+-ATP酶活力影响不明显。太平洋双色鳗鲡幼鳗鳃丝Na+/K+-ATP酶酶活提升速度及提升幅度均强于花鳗鲡幼鳗,故认为在盐度范围0—18时,太平洋双色鳗鲡幼鳗比花鳗鲡幼鳗对盐度变化具有更强的适应能力。     

Cd2+和Cu2+对泥蚶的急性毒性和联合毒性试验

为了解重金属Cd2+和Cu2+对泥蚶的毒害程度和泥蚶对重金属Cd2+和Cu2+的解毒能力,用毒理学实验方法研究了Cd2+和Cu2+对泥蚶(Tegillarca granosa)的急性毒性和联合毒性效应。结果表明:Cd2+、Cu2+对泥蚶的96 h半致死质量浓度分别为6.189、0.460 mg/L;安全质量浓度分别为0.062、0.005 mg/L;相对毒性Cu2+Cd2+。在1︰1毒性单位的联合作用下,Cd2+和Cu2+对泥蚶96 h的半致死质量浓度分别为1.984、0.147 mg/L;安全质量浓度分别为0.020、0.001 mg/L。2种重金属离子的联合毒性大于任一重金属离子的毒性,联合毒性表现为协同作用。     

镉和汞两种重金属离子对四角蛤蜊血细胞DNA损伤的初步研究

利用彗星电泳技术,研究了不同胁迫浓度和胁迫时间下,Cd2+和Hg2+对四角蛤蜊(Mactra veneriformis)血细胞DNA损伤的情况.研究结果显示,50、100和200μg/L Cd2+胁迫14天不能造成四角蛤蜊血细胞DNA损伤.10、20和40μg/L Hg2+胁迫均能明显损伤血细胞DNA,并且DNA损伤程...     

铅(Pb)胁迫对泥蚶血液MT及Vg基因表达的诱导效应研究

为了解泥蚶金属硫蛋白基因(MT)和卵黄蛋白原基因(Vg)在重金属Pb胁迫下的表达响应模式,本文设置了1、3、6及9μg/L 4个浓度梯度的重金属Pb攻毒实验。在此基础上,利用qRT-PCR技术检测了0、7、14、21、28 d泥蚶血液MT、Vg的相对表达量。结果显示泥蚶MT基因在Pb~(2+)暴毒14 d时开始被显著诱导,在整个实验过程中基本呈现先增后降的态势。且在14 d和28 d时,6μg/L及9μg/L浓度组泥蚶MT相对表达量均高于1、3μg/L浓度组。由此可见,在Pb~(2+)胁迫下泥蚶血液MT基因的表达具有一定的时间依赖性和浓度依赖性。相比之下,泥蚶血液Vg基因的诱导表达情况较MT基因而言不明显。3μg/L浓度组泥蚶Vg mRNA较对照组在14、21 d时被显著诱导;9μg/L浓度组其在28 d时才开始被显著诱导。综上可见,泥蚶MT和Vg在应激重金属Pb过程中起到了一定的抗氧化及重金属解毒作用。     

Ca2+、Mg2+及盐度对凡纳滨对虾体内代谢酶的影响

为探讨Ca2+、Mg2+、盐度对凡纳滨对虾体内代谢酶的相对独立作用和相互影响,进而为提高凡纳滨对虾生长力和免疫力提供理论依据,本实验采取L49(78)安排7水平Ca2+、Mg2+、盐度,L8(27)安排2水平Ca2+、Mg2+、盐度,开展60 d凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖试验,通过比较对虾体内消化酶、ATP酶及免疫类酶的活性以分析Ca2+、Mg2+、盐度对凡纳滨对虾生长力和免疫力的影响。结果表明:水体中Ca2+、Mg2+、盐度对消化酶具有显著影响(P<0.05),其中与对虾消化吸收联系最紧密的蛋白酶中,盐度对胃蛋白酶影响显著,盐度为10时酶活最高,Ca2+、盐度对类胰蛋白酶影响显著,Ca2+为200 mg/L,盐度为20时,酶活最高;Ca2+、Mg2+、盐度对ATP酶具有显著影响(P<0.05),其中对Na+-K+-ATP酶都有显著影响,Ca2+为300 mg/L,Mg2+为500 mg/L,盐度为30时酶活最高,Ca2+、Mg2+对Mg2+-ATP酶具有显著影响,Ca2+为200 mg/L,Mg2+为500 mg/L时酶活最高,Ca2+对Ca2+-ATP酶具有显著影响,Ca2+为200、300 mg/L时酶活最高;Ca2+、Mg2+、盐度对凡纳滨对虾体内免疫酶具有显著影响(P<0.05),Ca2+、Mg2+、盐度对ACP都有显著影响,Ca2+为100 mg/L,Mg2+为150 mg/L,盐度为30时酶活最高,Mg2+对AKP具有显著影响,在150 mg/L时酶活最高,Ca2+、盐度对SOD酶活具有显著影响,Ca2+为100 mg/L,盐度为35时酶活最高;Ca2+、Mg2+、盐度间的交互作用对体内代谢酶也有一定影响。     

盐度突变对半滑舌鳎血浆渗透压和鳃丝Na+/K+-ATP酶活性的影响

研究了半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)由盐度30突变至0、1O、20、35和40盐度后血浆渗透压和鳃丝Na+/K+-ATP酶活性的变化.结果表明,盐度对半滑舌鳎血液渗透压和鳃丝Na+/K+-ATP酶活性均有显著影响(P＜0.05).盐度突变后,各处理组的血液渗透压和鳃丝Na+/K+-ATP酶活性...     

汞胁迫对拟穴青蟹(Scylla paramamosain) 主要消化和免疫因子的影响

采用实验生态学方法,开展了汞胁迫下拟穴青蟹(Scylla paramamosain)的消化和免疫因子变动的研究。在实验室条件下,测定了0.00、0.005、0.01、0.02、0.04、0.08mg/L浓度Hg2+在1d、3d、5d、7d、9d胁迫时间下的消化和免疫因子变化。结果表明,汞胁迫下拟穴青蟹AMS活性快速升高,但激活效应随胁迫时间延长而逐渐下降,后期表现为抑制效应。汞胁迫能激发Pepsin活性,短期内Pepsin活性和胁迫浓度、胁迫时间呈正相关;长期高浓度胁迫(0.04、0.08mg/L),则激发效应减弱。汞胁迫对LPS活性的影响主要表现为抑制作用。免疫因子的研究结果表明,汞胁迫对AKP有激发作用,可迅速刺激机体AKP活力上升。低浓度汞胁迫对AKP活性提升最显著(0.005、0.01、0.02mg/L),高浓度组AKP活性先升后降。汞胁迫对ACP活性有激发作用,且存在显著的时间效应和浓度效应。汞胁迫下SOD活性短期内即显著升高,且SOD活力随胁迫时间延长而持续升高。汞胁迫对LZM活性有激活作用,且激活效应存在时间效应和浓度效应。汞胁迫对PO活力快速产生抑制作用,抑制作用存在时间效应而无显著的浓度效应。汞胁迫对拟穴青蟹消化和免疫因子能产生胁迫效应,对Pepsin、AMS、AKP、ACP、SOD、LZM表现为激发,而对LPS、PO表现为抑制。     

Cu2+对泥蚶血红蛋白(Tg-HbⅡ)的过氧化物酶活性与结构的影响

本文利用Cu2+处理泥蚶血红蛋白（Tg-HbⅡ），分别检测Cu2+对Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性及其结构的影响，同时检测Pro对Cu2+作用下Tg-HbⅡ的保护作用。结果表明:随着Cu2+浓度的增加，Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性逐渐丧失，Cu2+抑制Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性类型属于非竞争-竞争混合型抑制，其失活速率具有浓度依赖性，失活过程呈单相变化，表现为一级反应动力学，并且不同浓度Cu2+能影响Tg-HbⅡ的三级结构变化；另外，Pro对Tg-HbⅡ的空间结构及其过氧化物酶活性具有保护作用，能阻止Tg-HbⅡ的聚沉、恢复Tg-HbⅡ的结构与过氧化物酶活性。     

Ca2+, Mg2+对中国龙虾叶状幼体存活、变态的影响

龙虾是高级海产品,经济价值很高.龙虾的发育要经过叶状幼体、游龙虾幼体、稚龙虾和成体龙虾几个阶段.在龙虾幼体的培育中,叶状幼体生长、蜕皮、变态所需时间最长.影响叶状幼体存活、变态的因子较多,除了温度、盐度、光照以及铒料的质量、数量之外,还与海水中的矿物元素等有关.在矿物元素中Ca2+,Mg2+作用显得比较突出.龙虾蜕壳、生长与体内的Ca2+,Mg2+积累有关,Ca2+,Mg2+对龙虾幼体的营养物质和能量代谢极为重要.龙虾幼体在蜕皮生长的过程中需要足够的钙、镁来满足体壳(皮)的更新和机体的生长所需.