重金属Cu2+胁迫对红树植物秋茄幼苗生长及某些生理特性的影响

为揭示铜污染对红树植物的毒性效应和植物的抗性机制,作者研究了红树植物秋茄(Kandelia obovata)幼苗在不同质量浓度的Cu2+(0,0.5,5,50,100,200 mg/L)离子胁迫90 d后,幼苗生长、部分生理指标的变化以及Cu2+在幼苗体内的累积情况。测定的主要参数有:幼苗的主根长度、侧根数目、生物量、叶片的光合速率、色素含量、可溶性糖和蛋白含量及抗氧化酶系活性。研究结果表明:当Cu2+浓度范围在(0.5~200 mg/L)时,主根长度、侧根数目、生物量、叶片的光合速率、色素含量、可溶性糖和蛋白含量均呈降低趋势;根系POD活性持续升高,叶片和根系的SOD和CAT活性呈先升后降趋势;根系MDA含量在整个Cu2+胁迫浓度范围保持相对稳定,叶片MDA含量在高浓度Cu2+胁迫下增加;Cu2+主要累积在根部而向地上部分转运的较少。根据不同浓度的Cu2+离子对秋茄幼苗生长及生理特性影响,秋茄幼苗对Cu2+胁迫的耐受质量浓度范围为5~50 mg/L。     

热锻炼对龙须菜高温胁迫响应的影响

夏季高温是限制龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)生长和发育的一个主要问题。本研究以野生龙须菜作为材料,经过28℃的热锻炼预处理72 h,再分别置于32、36、40℃高温胁迫24 h,并测定了高温胁迫条件下龙须菜的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和可溶性蛋白质的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸(AsA)水平等生理指标,研究了龙须菜对高温胁迫的响应。结果表明:热锻炼能维持藻体较低的MDA含量,降低H2O2的产生速率,缓解藻体的膜脂过氧化伤害;同时热锻炼缓解了可溶性蛋白质的降解,增加了SOD酶的比活力,缓解了AsA的下降速率,说明热锻炼能缓解高温胁迫对藻体的伤害,有效地提高了龙须菜对高温胁迫响应的能力。     

低氧胁迫对菲律宾蛤仔抗氧化酶的影响

为了研究不同低氧水平对菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)的影响,在实验室条件下设置溶解氧为0.5 mg/L和2.0 mg/L的低氧海水环境,以溶氧水平为7.0 mg/L的天然海水为对照组,研究了低氧胁迫对菲律宾蛤仔抗氧化酶的影响。结果表明:在低氧胁迫的时间越长的条件下,乳酸脱氢LDH和琥珀酸脱氢酶SDH的活力逐渐降低,而碱性磷酸酶AKP活力逐渐增大;对于相同的酶,对照组的酶活力高于处理组的酶活力;在溶氧DO越低的情况下,菲律宾蛤仔的死亡率越高。     

密度胁迫对日本囊对虾生长和水环境的影响

为了探讨密度胁迫对日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)生长、存活及水质因子的影响, 作者设置了100尾/m²(DD)、200 尾/m²(GD)、400 尾/m²(GZ)、600 尾/m²(GG)4个养殖密度, 分析了不同养殖密度下日本囊对虾的生长量、存活率、肥满度及水质因子的差异。结果表明, 实验所监测的水质因子均在对虾生长的安全阈值内, 氨态氮、亚硝态氮、总氮和总磷含量表现出随养殖密度增加逐渐升高的趋势; 体长和体质量增长量、存活率与养殖密度呈负相关, 其中存活率处理间均达到极显著水平(P< 0.01), 且当养殖密度高于200尾/m²时存活率迅速降低; 低养殖密度(DD)处理的对虾肥满度与其他处理间差异均达到显著水平(P< 0.01)。因此, 在相似养殖条件下, 日本囊对虾的适宜养殖密度应该不高于200尾/m²。本实验过程中, 各处理间水质因子均在对虾生长的适宜范围内, 说明水质不是造成对虾死亡的主要原因。所以, 推测密度胁迫可能是造成日本囊对虾存活率低的主要原因。     

凡纳滨对虾水孔蛋白-4的cDNA克隆及盐度胁迫对其肝胰腺mRNA表达水平的影响

为了探索水孔蛋白(Aquaporin,AQP)在凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)渗透压调节过程中作用,本研究通过RACE方法获得克隆的凡纳滨对虾AQP(命名为LvAQP4)的c DNA全长序列,并分析了盐度胁迫对其肝胰腺m RNA表达的影响。结果发现:LvAQP4 c DNA序列全长为1 048 bp,其中包括75 bp的5￠UTR,187 bp的3￠UTR和786 bp的ORF。根据ORF序列推导出LvAQP4编码261个氨基酸,预测其分子质量为27.85 k Da,等电点为8.11。推导的氨基酸序列与其他甲壳物种的AQP相似度为48.8%到97.3%。进化分析显示LvAQP4属于AQP1-like亚族、AQP4类。定量PCR(q PCR)检测到LvAQP4在不同组织中均有表达,其中鳃的表达量最高,肝胰腺、肌肉、脑和眼柄中也较高,而血淋巴、肠、胃和胸神经节中表达量则较低。在高盐(盐度40)刺激下,凡纳滨对虾的肝胰腺LvAQP4 m RNA表达量会随着时间推移而上升,到6 h达到最高,而后逐步下降。而在低盐(盐度4)刺激下,凡纳滨对虾的肝胰腺LvAQP4 m RNA表达量并无明显变化。在原代分离和培养的肝胰腺细胞中,培养液中加入额外的Na Cl会剂量依赖地提高LvAQP4 m RNA表达水平。同样,通过在培养液中额外加入蔗糖提高培养液渗透压,也会剂量依赖地提高LvAQP4 m RNA表达水平,但作用不如Na Cl明显。这些结果表明盐度与肝胰腺LvAQP4的表达量有关,LvAQP4对凡纳滨对虾的渗透压调节具有非常重要的作用。     

镉和苯并芘胁迫对文蛤血细胞功能的影响

应用流式细胞仪技术,通过检测血细胞的吞噬活力、活性氧产物和死亡率,研究了Cd2+和苯并芘(Bap)胁迫7d对文蛤血细胞功能的影响。结果表明,10μg/L和100μg/LCd2+胁迫会显著降低血细胞的吞噬活力,增加血细胞的死亡率,100μg/LCd2+会显著增加血细胞活性氧产物。5μg/L和50μg/LBap胁迫会显著降低文蛤血细胞的吞噬活力,增加血细胞的死亡率,50μg/LBap会显著增加血细胞活性氧产物。可见,Cd2+和苯并芘胁迫会显著降低文蛤血细胞的功能,导致文蛤免疫力下降,增大文蛤被病害感染的机率。     

温度胁迫对掌状海带幼苗生长、抗氧化系统及叶绿素荧光的影响

采用掌状海带(Laminariadigitata)幼苗为实验材料,研究了不同温度(3、8、13、18℃)对其生长、抗氧化系统及叶绿素荧光参数的影响。测定主要参数有:相对生长速率(RGR)、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、PSII最大荧光产量(Fv/Fm)、最大相对电子传递速率(r ETRmax)结果表明:(1)掌状海带幼苗的RGR在13℃下达最大值,与3℃处理组对比呈显著性差异(P0.05)。(2)3℃处理4 h或18℃处理36 h对掌状海带幼苗SOD、CAT活性有显著影响。(3)3℃培养条件下,掌状海带幼苗的Fv/Fm、r ETRmax值显著低于对照组(13℃);18℃处理组的Fv/Fm值随着胁迫时间的延长而降低,其r ETRmax值在胁迫4 h后达最大;处理24 h,8℃处理组的r ETRmax值显著高于其他处理组。     

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。     

单一与混合重金属在泥蚶体内的累积特征

通过室内半静态暴毒实验, 在铜、铅、镉三种重金属的单一胁迫与两两联合胁迫条件下, 研究了繁殖期泥蚶(Tegillarca granosa)对重金属的富集规律。结果表明: 泥蚶对单一Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的生物富集系数(BCF)分别为210.16～1 178.66、128.15～603.84 和198.84～659.37; 联合重金属胁迫条件下, Cd²⁺对Cu²⁺的富集具有一定的拮抗作用; Cd²⁺和Cu²⁺在泥蚶体内以可溶形式存在, 而Pb²⁺以不溶形式存在;Cu²⁺和Cd²⁺对泥蚶富集Pb²⁺有一定的协同效应; 砂滤海水中的暂养的泥蚶, 其体内的重金属含量除Cu²⁺外都较为稳定。     

甘草和连翘对牙鲆CYP3A 活性影响的研究

研究甘草(Glycyrrhiza uralensis)和连翘(Forsythia suspensa)对牙鲆(Paralichthys olivaceus)肝细胞色素P4503A(CYP3A)活性的影响。将牙鲆随机分为3组,即对照组、甘草组和连翘组,对照组每日口灌0.9%的生理盐水,试验组每日1次口灌甘草30 mg/kg和连翘100 mg/kg,连续口灌6 d,第7天时,采用直接测定法和间接测定法(探针药物)进行CYP3A酶活性的测定。结果显示:在肝微粒体水平上,甘草和连翘均可明显提高红霉素-N-脱甲基酶活性,分别提高了1.79倍、4.87倍。与对照组相比,甘草组和连翘组氨苯砜的半衰期分别降低了4.51%(P0.05)和36.8%(P0.01);药时曲线下面积分别减小了8.28%(P0.05)和32.3%(P0.01);总清除率分别增加了5.63%(P0.05)和99.3%(P0.01)。说明连翘对牙鲆CYP3A的活性具有极显著诱导作用,甘草诱导作用不显著。提示其他药物与连翘合用时,其有效性和安全性可能会受到影响。     

海黍子和脆江蓠对重金属锌、镉富集的比较研究

采用室内培养实验方法,研究了褐藻海黍子(Sargassum muticum)和红藻脆江蓠(Gracilaria chouae)在不同质量浓度的锌和镉溶液里15 d,藻体的生长和体内金属离子含量的变化。结果表明:两种藻的生长速率与暴露溶液金属质量浓度呈负相关,藻体内积累金属离子的量和溶液的金属质量浓度呈正相关,藻体内金属离子的含量均在培养3 d后显著增加,且随着培养时间的延长而持续增加。海黍子和脆江蓠对重金属Zn~(2+)的富集能力明显高于对Cd~(2+)的富集能力,在相同条件下,海黍子对重金属Zn~(2+),Cd~(2+)的积累量明显高于脆江蓠。以上研究结果对利用藻类修复重金属污染的海洋水体能起到一定的指导和参考作用。     

Photosynthetic activity and antioxidative response of seagrass Thalassia hemprichii to trace metal stress

This study concerned the accumulation of trace metals in tissues of seagrass (Thalassia hemprichii) exposed to various concentrations of Zn²⁺+, Cd²⁺+, Pb²⁺+ and Cu²⁺+ for 10 d, and the effect of excessive metals on quantum yield (ΔF=F_m'), photosynthetic pigments and antioxidative enzymes like superoxide dismutase (SOD), guaiacol peroxidase (POD) were also examined. Cadmium was the most highly accumulated metal. Meanwhile, high metals levels led to a remarkable breakdown of photosynthetic parameters. Especially, ΔF=F_m', chlorophyll and carotenoid were significantly low during prolonged Cu exposure. Besides, ΔF=F_m' was more severely depressed by Cu and Zn than Pb and Cd. However, T. hemprichii had positive response by increasing the activity of SOD and POD. The results indicate that T. hemprichii is the most sensitive to Cu, and the antioxidative protection mechanisms of T. hemprichii are more efficiently activated to avoid damage of Zn, Cd and Pb stress. Finally, due to the high Cd-accumulation and strong Cd-tolerance capacity, T. hemprichii can be used for phytoremediation in Cd-contaminated areas.     

海南海莲红树林土壤CH4的产生及其某些影响因素

全球CH₄预算的估算表明,湿地是大气CH₄最大的生物排放源[1].旨在估算全球大气CH₄湿地源强的工作大多集中在内陆淡水环境,因为在此环境的CH₄通量较大[2].国外对海岸盐沼的CH₄排放也有一些报道,发现其通量变化范围较大,并进而研究了温度、土壤湿度、盐度以及土壤有机碳含量等因素对CH₄排放的影响[3].     

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+。     

金属离子对中肋骨条藻的胁迫效应及叶绿素a 合成的影响

研究中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长对不同质量浓度的5种金属离子胁迫的响应,探讨5种金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成的影响.结果显示:生长方面,中肋骨条藻对Cd2+和Ba2+的响应较明显,培养至第10天,Cd2+质量浓度为1、10 mg/L组生长量仅有对照组的59％及43.6％; Ba2+质量浓度为2 mg/L组到第10天是对照组的69.4％,而0.5 mg/L组超过对照组38.9％;中肋骨条藻对其他金属离子的胁迫响应不明显;叶绿素合成方面,Cd2+质量浓度为1 mg/L时,叶绿素a合成量达最高,高于对照组157％;而Ba2+质量浓度为0.5、1 mg/L时,超出对照组的116％和483％;其他金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成均起抑制作用,各个质量浓度组均低于对照组,其中pb2+质量浓度为0.3 mg/L、Mn2+质量浓度为1 mg/L及Li+质量浓度为0.1 mg/L时,叶绿素a含量达最低值,仅为对照组的34.1％、37.5％和17.6％;结论是质量浓度为0.5 mg/L的Ba2+可促进中肋骨条藻的生长及叶绿素的合成,对其产业化规模培养具有重要意义.     

条斑紫菜Tubulin和Kinesin基因家族鉴定及失水胁迫表达模式分析

微管是细胞骨架的主要成分,其结构及动力学机制对提高生物体耐受性具有重要作用。微管网络如何通过结构的动态变化调控适应环境变化已成为胁迫生物学领域的研究热点之一。条斑紫菜(Pyropiayezoensis)能够适应潮间带复杂多变的环境,是研究潮间带大型海藻抗逆机制的良好材料。目前对紫菜微管相关基因家族构成及其生物学功能的研究较少。本研究利用生物信息学方法,在条斑紫菜基因组中共鉴定出4个Tubulin基因(Pyα-tubulin 1、Pyα-tubulin 2、Pyβ-tubulin和Pyγ-tubulin)和11个Kinesin基因(PyKinesin1—PyKinesin11),并对其理化性质、基因结构、蛋白特征、染色体定位、系统进化和失水胁迫下的表达模式进行了系统分析。结果显示:条斑紫菜中有3种微管蛋白(Tubulin)亚型;该家族成员散布于1号和2号染色体上, Pyα-tubulin 1和Pyα-tubulin 2为串联重复基因;PyTubulin家族成员在基因结构和蛋白特征方面均较为保守,且在转录水平对失水胁迫不敏感。条斑紫菜中有5种驱动蛋白(Kinesin)亚型,亚家族种类和基因数量均少于高等植物;该家族基因散布于1号、2号和3号染色体上,无串联重复基因; PyKinesin家族成员在基因结构和蛋白特征方面存在一定差异,PyKinesin1在中高度失水胁迫下表达量显著上调。本研究为进一步理解Tubulin和Kinesin基因家族的进化和功能、解析微管在条斑紫菜响应失水胁迫中的作用奠定了基础。     

Uptake of platinum group elements by the marine macroalga, Ulva lactuca

Uptake of environmentally relevant platinum group elements (PGE) by the marine macroalga, Ulva lactuca, has been studied. Removal of nM concentrations of Rh(III), Pd(II) and Pt(IV) added to filtered sea water appeared to proceed via pseudo-first-order kinetics, with respective forward rate constants of either 0.0039 or 0.0042 h^− 1, 0.0058 or 0.0096 h^− 1 and 0.0017 or 0.0032 h^− 1, depending on whether an irreversible or reversible reaction was invoked. The (quasi-) equilibrium distribution coefficients, derived from linear fits to uptake (sorption) isotherms, were about 1400, 900 and 350 mL g^− 1 on a dry mass basis for Rh, Pd and Pt, respectively. With increasing sea water pH, over the range 7.9 to 8.4, uptake of Rh by Ulva increased considerably, whereas a small increase in Pt removal was observed; in contrast, uptake of Pd exhibited no clear dependence on pH. The percentage of metal taken up that was internalised within cells, evaluated by washing selected algal samples in 3 mM EDTA, was about 40% for Rh, 80% for Pd and 95% for Pt. Results of this study were interpreted in terms of what is known about the aqueous speciation of PGE in sea water. Thus, Rh exists as cationic hydrated chloride complexes which are readily adsorbed at the algal surface. Palladium has an exceptional affinity for organic ligands, and uptake (and internalisation) appears to be governed by competition for Pd²⁺ from aqueous and algal binding sites. Platinum (IV) exists predominantly as a series of (mainly) negatively charged chloride and mixed hydroxychloride complexes that have little propensity to interact with the algal surface; however, its high degree of internalisation requires at least some interaction with specific and perhaps physiologically active sites.     

Cpx 对迟缓爱德华氏菌毒力的影响

迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)是水产养殖动物常见病原菌.接合质粒表达系统(conjugative plasmid expression, Cpx)是G–菌的双组分调控系统.本研究构建了迟缓爱德华氏菌LSE40的cpx基因簇缺失突变株Δcpx,检测其对蓝曼龙(Trichogaster trichopterus)的毒力.结果显示以浸泡感染,Δcpx的毒力有所降低.以肌肉注射途径感染,Δcpx的半数致死量为8.6×105 cfu/mL毒力下降7.33倍.Δcpx在鱼体内的生存力显著下降(P<0.05).这些结果表明Cpx参与了迟缓爱德华氏菌的致病作用.