三种红树根部组织抗氧化酶活性对水淹胁迫的响应

以自然种群高程分布为根据, 选择对潮汐浸泡耐性存在一定差异的白骨壤(Avicennia marina)、桐花树(Aegiceras corniculatum)和木榄(Bruguiera gymnorrhiza)为实验树种。对3种红树幼苗进行为期0d、1d、3d、5d、7d、14d的水淹处理, 测定其根部组织的过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、抗坏血酸氧化酶(ascorbic acid oxidase, APX)活性和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性。水淹处理会导致植物根部组织受低氧胁迫从而破坏活性氧(reactive oxygen species, ROS)生产和消除的平衡, ROS大量累积给植物带来氧化损伤。实验测定与清除ROS有关的酶指标, 结果表明POD活性在1d至14d的水淹周期内随时间呈现上升趋势, 这可能与POD参与活性氧以及乙醇、乳酸等有毒物质的反应有关。CAT、SOD、APX活性均呈现应激上升后下降趋势, 由此推断该系列抗氧化酶在水淹胁迫发生前中期对消除红树植物根部组织大量产生的活性氧具有重要意义。抗氧化酶系在3种红树植物中的表达存在一定差异, 但整体仍呈相似的变化趋势。通过层次聚类法对各项酶活性指标分析后发现, 白骨壤抗氧化酶系的活性模式与木榄和桐花树的存在一定差异, 但没有发现木榄与桐花树抗氧化酶系统表达模式的明显差异。本研究旨在更好地了解红树林对水淹胁迫的生理适应机制, 为红树林生态系统保护与管理提供理论依据。     

冷胁迫下红树植物白骨壤和桐花树叶片热值的变化

对九龙江口不同土壤盐度的白骨壤和桐花树离体叶片进行1－2℃冷胁迫处理，结果表明，随着冷胁迫时间的延长，白骨壤和桐花树叶片的热值逐渐下降，电解质渗出率呈现不同程度的上升，其中土壤盐度高的澳头白骨壤和桐花树叶片的变化幅度较土壤盐度低的白骨壤和桐花树小。白骨壤和桐花树叶片总含水量在冷处理过程中变化不大，但其自由水含量呈显著下降趋势，而束缚水含量及束缚水与自由水含量的比值则呈显著上升趋势。还原糖、可溶性糖和淀粉含量在冷胁迫过程中逐渐下降，蔗糖含量则逐渐上升。土壤盐度高的澳头白骨壤和桐花树叶片的自由水和束缚水含量的变化幅度大于土壤盐度低者，而还原糖、蔗糖、可溶性糖和淀粉含量的变幅则小于土壤盐度低者。     

5种红树植物对Cu、Zn、Pb积累特征研究

大量研究表明红树植物对重金属具有一定的吸附功能。本研究选取东寨港红树林保护区为研究区域,选择不同年龄阶段的5种不同红树植物,分别是木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、海莲(Brugui-era sexangula)、秋茄(Kandelia obovata)、角果木(Ceriops tagal)、桐花树(Aegiceras corniculatum),通过对不同类型、不同树龄阶段的红树植物组织(根、枝、叶)及其林下土壤样品的采集,分析测定样品中重金属元素Cu、Zn、Pb的含量,从而计算红树植物对土壤中重金属的富集系数,分析不同红树植物对重金属的吸附能力大小。结果表明:不同的植物类型及不同植物生长期对重金属吸附功能具有明显差异,其中大龄角果木表现为最大,小龄角果木次之,而中龄桐花树最小。不同植物组织中大龄角果木的根部对Cu的吸附能力最大,最小的是大龄木榄叶;对Zn的吸附能力最大的是小龄海莲枝,最小的是大龄木榄根;大龄角果木枝对Pb的吸附系数最大,中龄木榄根最小。总体而言,5种红树植物对重金属(Cu、Zn、Pb)的总吸附能力大小表现为:角果木>海莲>秋茄>桐花树>木榄,其中富集系数最大的角果木总值为5.8869,最小的木榄总值为2.4342。     

红树植物无瓣海桑中重金属元素的分布与富集特征

通过测定江门市新会区银湖湾红树林沉积物及红树植物无瓣海桑中不同部位重金属元素的质量浓度,分析其在沉积物及植株内部的富集和转移能力。结果表明：研究区域的红树林沉积物易于富集铅、铜、镉、铬、锌、砷等重金属元素,已 受到重金属元素污染。无瓣海桑对重金属元素有一定的耐性,细根作为植株吸收水分和养分的主要器官,能大量富集重金属元素,凯氏带限制了非必需重金属元素在植株内部的运输;枝、叶生长初期和生殖器官形成时能加大对必需元素的选择性吸收。无瓣海桑主根迁移不同重金属元素至主茎的能力存在差异,材部的综合转移能力高于皮部。无瓣海桑不符合超富集植物的概念,但其生长优势明显且对各种重金属元素都有一定程度的耐性,可用于构建红树林人工湿地重金属污水处理系统。     

广西英罗港3种红树植物叶片保护酶的研究

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对广西英罗港内滩和中滩红树林中的白骨壤Avicennia marina、桐花树Ae-giceras corniculatum和秋茄Kandelia candel叶片的过氧化物酶(POD)同工酶、超氧化物歧化酶(SOD)同工酶进行了电泳分离及酶活力测定,同时测定了红树植物采样点土壤的Mn、Cr、Cd、Pb、Cu和Zn 6种重金属元素的含量。结果表明:(1)内滩的3种红树植物叶片的POD同工酶的带数或酶活力均大于中滩;桐花树和秋茄SOD同工酶的变化趋势与POD相似,但酶活力变化幅度小于POD。(2)土壤中各种重金属含量的大小顺序是Mn>Cr>Zn>Pb>Cu>Cd,中滩高于内滩。(3)桐花树POD同工酶活力变化可对土壤重金属污染起指示作用。     

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。     

3种红树植物叶片结构及其生态适应

研究了采自福建九龙江口龙海县浮宫镇草埔头村(24°29′N,117°55′E)的3种红树植物——桐花树(Aegicerascorniculatum)、白骨壤(Avicenniamarina)和秋茄(Kandeliacandel)的叶片结构及其生态学意义。这3种红树植物叶片结构中,都具有适应海滩环境的结构——较厚的角质层,表皮之内有内皮层,内皮层是贮水组织的一种。3种红树植物的叶片结构表明,秋茄具等面叶,桐花树和白骨壤是异面叶。从3种红树植物叶片横切面的染色状况可判断,3种红树植物的单宁含量,秋茄最高,桐花树第二,白骨壤最少。     

14 种红树植物对动物病原菌的抑菌活性

采用带药培养基涂布法测定了14种红树植物甲醇提取物及从中分离获得的2种纯化合物对大肠杆菌(Escherichia coli)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae)、普通变形杆菌(Proteus vulgaris)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)、溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)和蜡样芽胞杆菌(Bacillus cer-eus)9种动物病原菌的抑菌活性。结果表明,苦郎树(Clerodendrum inerme)、海漆(Excoecaria agallocha)、白骨壤(Avicennia marina)、苦槛蓝(Myoporum bontioides)、银叶树(Heritiera littoralis)和榄李(Lumnitzeraracemosa)有比较广谱的抗菌活性。苦槛蓝和海漆的抑菌活性较高,最低抑制浓度(Minimum inhibitoryconcentration,MIC)值分别为1～4 g/L和2～6 g/L。从苦郎树中分离获得的纯化合物KLS-46对伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、溶壁微球菌和蜡样芽胞杆菌的MIC值分别为0.1、0.05、0.1和0.05 g/L,对其余5种病原菌的MIC值均大于0.4 g/L。从病原菌对红树植物的敏感性看,藤黄微球菌和蜡样芽胞杆菌对红树植物比较敏感。     

环境胁迫下雌雄异株植物的差异响应特征及研究进展

雌雄异株植物在维持地球生态系统的结构与功能中具有重要的作用。漫长的进化历程导致雌株和雄株在形态、生理、生殖格局、空间分布和资源配置等方面表现出了明显的差异。针对雌雄异株植物对环境胁迫响应规律这一科学问题,以阐明雌雄异株的差异响应特征为目标,本文综述了在干旱、盐度、养分、重金属及气候变化等环境因子的影响下,雌雄异株植物在种群结构、形态、生理、分子水平上的响应特征规律,阐述雌雄异株植物的响应特征规律和研究前景,为雌雄异株植物的保护和利用提供一定的理论基础。同时,发现围绕着高等植物的雌株和雄株对环境胁迫的差异响应研究已有大量的工作基础,但针对于具有雌雄异株特性的大型海藻展开的研究较少,鉴于对具有雌雄异株特性的大型海藻雌株和雄株分别进行研究的缺乏,研究它们各自对环境变化的响应特征及差异,具有重要的科学意义,也是该领域研究不断深入后亟需开展的工作。     

荻在滨海区重盐碱胁迫下的生理响应

滨海地区高盐碱导致生态环境脆弱,与其经济的高速发展极不相适应,故开展耐高盐碱的植物研究刻不容缓。本文采用pH值为8.0、9.0,NaCl盐度在0、5、10、15、20下的溶液对荻进行胁迫处理,通过各项生理响应指标的变化来研究其耐盐碱性。结果表明:随盐碱度增加,荻叶片相对电导率和丙二醛含量呈增加趋势,增加幅度越大荻长势越差;荻体内渗透调节物质脯氨酸的增加趋势不明显,说明荻有耐盐碱性,而可溶性糖含量先降低后升高再降低,且在达峰值后下降明显,说明荻的耐盐碱能力有限;轻微盐碱刺激能促进荻光合色素含量和根系活力的升高,高盐碱抑制其升高。综合分析荻的各种生理表现,认为荻能耐受pH=8.0、盐度0~20和pH=9.0、盐度0~15的较宽盐碱范围,因此荻可作为修复滨海重盐碱地生态景观的备选植物。     

海南红树林湿地沉积物中重金属的累积

于2008年在海南典型红树林湿地东寨港、三亚湾和亚龙湾采集沉积物样品,使用原子吸收分光光度法(SOLAAR M6)分析沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd和Cr的含量,原子荧光光度法(AFS-8130)分析Hg和As的含量.表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的平均含量分别为14.8±9.2、24.1±9.2、57.9±36.5、0.17±0.10、29.6±20.4、0.08±0.04和9.7±4.4μg·g-1干重(DW),目标化合物(除Cd外)的含量均具有东寨港高、三亚湾次之而亚龙湾低的特点,Cd的含量各区域相近.与国内外其他典型红树林沉积物中重金属的含量相比,本研究区域沉积物重金属含量处于中偏低的水平,这与海南目前开发程度较低、人类活动影响较小相一致.柱状沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Hg含量的剖面分布均具有表层稍低、中上层较高和底层相对低的特征,而As的含量呈现表层较高、中上层低和底层相对高的特点.潜在风险分析显示,本研究区域沉积物中重金属(As除外)目前污染较轻,对生态环境影响较小.     

中国主要红树林表层沉积物中重金属的分布特征及其影响因素

红树林生态系统处于海洋与陆地的动态交界面,遭受海水周期性浸淹,因而在结构与功能上具有既不同于陆地生态系统,也不同于海洋生态系统的特性。红树林作为初级生产者,为林区动物、微生物提供食物与营养,为鸟类、昆虫、鱼虾等提供栖息、繁衍场所。因此,红树植物对维护生态平衡、保护海岸生态系统起着重要的作用[1-2]。近年来由于工农业的发展,沿海城市人口与经济的增长,大量的污染物汇集于河口、海湾区,使这些地区的重金属污染日趋严重,特别是在直接向红树林区倾污排废的地区更是如此。     

胶州湾的重金属污染研究

根据胶州湾海水和表层沉积物样品中重金属含量的分析，探讨了胶州湾的污染现状和发展趋势。将海水和表层沉积物中的重金属含量与该区周边岩石的重金属含量及国家环境标准对比研究表明，胶州湾海水中Cu和Cd含量符合国家一类海水标准，Pb的污染最为严重。胶州湾东部表层沉积物中的Cd、Hg、Pb的含量均超过一类沉积物的国家标准。其主要污染区位于大港至李村河口一带，污染源主要来自陆源污染物，并由河流排出入海所致。胶州湾中部的重金属含量低于国家标准，说明环境状况良好。     

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。     

两种大型海藻粉对重金属离子吸附热力学的研究

本文探讨了两种常见大型海藻，即马尾藻(Sargassum fusiforme)和海带(Laminaria japonica)对重金属离子(Cu^2 、Pb^2 、Cd^2 、Ni^2 )的吸附热力学过程．结果表明，这两种海藻粉对重金属离子的吸附曲线基本符合Langmuir吸附模型，其吸附容量受温度的影响，马尾藻和海带粉对Cu^2 的吸附均为吸热过程；25℃和35℃两组实验结果显示，其吸附容量随温度的升高而增加，吸附热分别为59．9、76．8kJ／mol．     

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.