Cr3+和Cd2+对普通小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

[目的] 为探究重金属对淡水绿藻生长的影响。[方法] 选取对水质检测具有明显指示作用的普通小球藻（Chlorella vulgaris）为实验材料,CdCl₂·2H₂O和CrCl₃·7H₂O提供重金属离子,探究不同浓度Cr³⁺和Cd²⁺在单一和复合胁迫下对藻细胞浓度、叶绿素a及相关抗氧化酶活性的影响。[结果] 随着Cr³⁺和Cd²⁺浓度不断增加,藻细胞浓度呈先增长后下降趋势;叶绿素a含量呈现先下降后升高再下降的现象,浓度为1 mg/L的单一和复合胁迫下有最大值,且毒性作用表现为Cr³⁺ < Cd²⁺ < Cr³⁺+Cd²⁺;与藻细胞膜相关的丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量随着重金属离子浓度的增大而增长;重金属离子浓度低于10 mg/L时对藻细胞内抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）表现为促进作用,而大于10 mg/L时具有抑制作用。[结论] 结果表明在单一或复合重金属胁迫下,普通小球藻会充分调动与抗逆性相关的酶来维持自身的正常生长。     

重金属Cd2+和Cu2+胁迫下泥蚶消化酶活性的变化

为了探讨重金属Cd²⁺和Cu²⁺胁迫对泥蚶消化酶活性的影响,运用酶学分析的方法,按《渔业水质标准》（GB 11607）规定的Cd²⁺、Cu²⁺最高限量值的1、2、5、10倍设置重金属离子Cd²⁺、Cu²⁺浓度及其组合,研究了在重金属Cd²⁺、Cu²⁺胁迫下,30d内泥蚶3种消化酶活性的变化规律。结果表明：与空白对照组相比,在重金属Cd²⁺、Cu²⁺或其组合的胁迫下,较低浓度组泥蚶的淀粉酶活性实验前期增强（即被诱导）,实验后期减弱（即被抑制）,较高浓度组泥蚶的淀粉酶活性从实验一开始就减弱,并保持在较低水平,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合Cu²⁺ > （Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cd²⁺;泥蚶脂肪酶的活性实验前期增强,实验后期转为微减弱或减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺;泥蚶胃蛋白酶的活性实验前期增强,且活性呈现升高-降低-再升高-再降低的变化,实验后期分别表现微增强、微减弱和减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺。可见：环境中的Cd²⁺和Cu²⁺对泥蚶的消化酶活性起着明显的影响作用。     

河豚毒素和Cd2+对Zn2+诱发爆发波放电的影响

本文用微电极细胞内电位记录、通道阻断剂和放射性同位素等技术发现,锌离子可诱发爆发波放电(BD),钠通道阻断剂——河豚毒素对BD无效应,而钙通道阻断剂——Ca²⁺则可使BD消失,Cd²⁺可使[⁶⁵Zn²⁺]_i量减少。以上结果说明,Zn²⁺诱发BD的产生机理很可能是Zn²⁺代替Ca²⁺通过钙通道进入胞内引起的。     

Cd2+、Hg2+对菱幼苗生长及其超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性的影响

利用不同浓度Ｃｄ＾２＋、Ｈｇ＾２＋处理菱幼苗,研究重金属离子对菱生长、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）活性的影响,比较了Ｃｄ＾２＋、Ｈｇ＾２＋对同一植物的毒性差异,Ｃｄ＾２＋、Ｈｇ＾＾２＋各处理浓度与均抑制菱幼苗生长,使叶绿素含量下降,Ｃｄ＾２＋的抑制作用比Ｈｇ＾２＋的作用明显。Ｃｄ＾２＋、Ｈｇ＾２＋对ＳＯＤ、ＰＯＤ活性有不同的影响效果;Ｃｄ＾２＋处理最艉地ＳＯＤ、ＰＯＤ活性升高,但     

介质Ca2+和La3+对酿酒酵母生长的影响

采用正交实验研究了外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母生长的影响。结果表明：外加Ｃａ^２＋和Ｌａ^３＋对酿酒酵母的生长均有显著的影响,都呈现出低浓度时正效应和高浓度时负效应,当Ｃａ^２＋浓度为１ｍｍｏｌ／Ｌ及Ｌａ^３＋浓度为１５μｍｏｌ／Ｌ时酿酒酵母生长最好。     

Cd2+结合肽的筛选及与重金属离子的亲和作用*

利用噬菌体随机十二肽库和亲和层析技术对重金属Cd进行亲和筛选,共获得两条Cd结合肽序列。将展示有Cd²⁺结合肽的噬菌体单克隆扩增物对不同重金属离子(Cd²⁺、Cr²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺)螯合的树脂进行亲和测定,结果表明Cu²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ni^2+<     

亚硒酸钠对巨噬细胞内游离Ca2+和Mg2+的影响

用单细胞阳离子测定系统研究了SeO^2-₃对巨噬细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的影响.实验结果表明:SeO^2-₃高于10^-4mol/L时,有显著的细胞毒性.SeO^2-₃对细胞的毒性作用使细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的浓度升高但Ca²⁺浓度的升高速率比Mg²⁺快.还有,高于10^-4mol/L的SeO^2-₃对红细胞膜上的Ca²⁺-ATP酶活性有明显抑制作用.     

Ca2+和Sr2+诱导大肠埃希菌感受态细胞的形成及转化的影响

为研究金属离子诱导下感受态细胞形成的机理及揭示转化发生的机制,分别用Ca~(2+)和Sr~(2+)(0~140mmol/L)制备大肠埃希菌感受态细胞并转化。研究结果表明,不同浓度的Ca~(2+)和Sr~(2+)诱导的感受态细胞的效价不同,两种金属离子对大肠埃希菌细胞内外膜的通透性均有较大影响,但细胞内外膜的改变程度与转化率无直接关系;电镜结果显示,未处理的细胞呈簇聚集发生粘连现象,感受态细胞整体呈分散状态,局部发生聚集,而转化后的细胞独立存在,边缘异常清晰。     

两种大型真菌子实体对Cd2+的生物吸附特性

对两种多孔菌科大型真菌槐栓菌(Trametes robiniophila)和木蹄层孔菌(Fomes fomentarius)子实体生物吸附Cd²⁺的影响因素(包括吸附剂用量、初始pH、吸附时间、初始Cd²⁺浓度)和吸附特性进行分析。结果表明,槐栓菌和木蹄层孔菌对低浓度的Cd²⁺(10 mg/L)吸附的最适pH为6;Cd²⁺的去除率随吸附剂用量和吸附时间的增加而增大,槐栓菌和木蹄层孔菌均在吸附剂用量为2g/L时达到吸附平衡,槐栓菌在吸附时间为30 min时达到吸附平衡,而木蹄层孔菌在吸附时间为60 min时达到吸附平衡;槐栓菌和木蹄层孔菌对10 mg/L Cd²⁺的最大去除率分别为98%和94%。Langmuir等温吸附平衡模型比Freundlich等温吸附平衡模型能更好的拟合两种大型真菌对Cd²⁺的吸附过程;槐栓菌和木蹄层孔菌对10 mg/L Cd²⁺的最大吸附量分别为17.40 mg/g和8.91 mg/g。对实验数据进行动力学模型拟合可知,两种大型真菌对Cd²⁺的生物吸附过程均符合准二阶动力学模型。槐栓菌和木蹄层孔菌生物吸附低浓度Cd²⁺的化学反应机理可能为离子交换。     

川楝素对K+、Ca2+通道活动及细胞内Ca2+浓度的调控

川楝素是我国学者从驱蛔中药中分离、鉴定的一个三萜化合物，已证明具选择地影响神经递质释放，有效地对抗肉毒中毒，促进细胞分化、凋亡，抑制肿瘤增殖，抑制昆虫发育和取食，影响K⁺、Ca²⁺通道活动等多种生物效应. 综述了证明川楝素抑制多种K⁺通道，选择地易化L型Ca²⁺通道和进而升高胞内Ca⁺浓度的研究资料，并对川楝素产生这些生物效应的机制进行了讨论.     

雷公藤红素抑制Cd2+诱导的神经毒性北大核心CSCD

镉(cadmium,Cd)是环境中常见的一种重金属,Cd^(2+)可以通过穿透血脑屏障,产生神经毒性,从而诱发各种神经退行性疾病,雷公藤红素是雷公藤的一种有效成分,具有抗癌、抗炎等一系列药理作用,本文探究雷公藤红素对Cd^(2+)诱导的相应神经毒性的影响作用。通过细胞增殖实验、细胞膜完整性实验、细胞形态实验探索了Cd^(2+)对小胶质细胞HMC3活力的影响;通过一氧化氮(NO)检测实验、脂质过氧化(malondialdehyde,MDA)检测实验、蛋白免疫印迹实验分析了Cd^(2+)的神经毒性以及雷公藤红素对Cd^(2+)诱导的相应神经毒性的影响。结果表明:与对照组相比,当Cd^(2+)浓度达到40μmol/L时,对HMC3细胞增殖抑制率为(57.17±8.23)%(P<0.01,n=5),继续增大Cd^(2+)浓度,细胞活性将进一步降低;当Cd^(2+)浓度达到40μmol/L以上时,HMC3的细胞膜明显受到破坏,并且破坏作用与浓度呈剂量依赖性关系;随着Cd^(2+)浓度的增加,细胞形态开始变化,贴壁效果变差。Cd^(2+)使HMC3细胞释放的NO量显著增加,而雷公藤红素能够有效地抑制Cd^(2+)诱导的HMC3细胞NO的释放;Cd^(2+)使HMC3细胞脂质过氧化水平显著增加,加入10^(-7) mol/L雷公藤红素后,MDA的释放量显著减少;Cd^(2+)会使p-PI3K蛋白含量增加,而加入了雷公藤红素(10^(-7)、10^(-6) mol/L)后,p-PI3K蛋白和p-AKT蛋白的激活均被抑制,从而抑制了细胞凋亡。综上所述,雷公藤红素能够抑制Cd^(2+)诱导的小胶质细胞毒性,从而起到神经保护作用。     

镉胁迫下硒对罗汉果组培苗光合特性的影响

实验以罗汉果组培苗为材料,室内栽培在内装市售营养土的塑料盆中,以0、10、50、100、200mg·kg-1浓度镉离子和1mg·kg-1浓度硒处理,培养20d后分析罗汉果幼苗的相关光合生理指标。结果表明:低浓度Cd2+对叶片叶绿素含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)影响不大或稍有上升,但高浓度镉离子处理植株叶片的叶绿素含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)明显下降;随Cd2+处理浓度的增加,叶片胞间CO2浓度(Ci)呈现上升趋势;加硒则延缓叶绿素下降,促进光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)上升,降低叶片胞间CO2浓度(Ci)。表明高浓度镉离子的毒害导致罗汉果组培苗叶片光合性能受到伤害,从而影响罗汉果幼苗生长。镉硒混合处理反映出硒对镉的毒害有缓解作用。     

Cd2+处理对5个柳树无性系气体交换参数及叶绿素荧光参数的影响

该实验以筛选的速生、抗逆性强的5个柳树无性系(‘竹柳’、‘苏柳172’、‘苏柳795’、‘旱快柳’、‘旱柳’)一年生扦插幼苗为试验材料,设置对照、轻度(30mg·L-1)、中度(60mg·L-1)和重度(90mg·L-1)4个重金属Cd2+处理水平,通过水培方式探究Cd2+对各柳树无性系气体交换参数、荧光参数及叶绿素含量的影响。结果显示:(1)在Cd2+浓度为30mg·L-1时,导致‘苏柳172’、‘苏柳795’和‘旱快柳’净光合速率降低的原因主要是气孔因素;当Cd2+浓度≥60mg·L-1时,‘苏柳172’、‘苏柳795’、‘旱快柳’及‘竹柳’净光合速率下降的主要原因是非气孔因素,而‘旱柳’在整个Cd2+胁迫过程中净光合速率下降的因素均属于非气孔限制型。(2)整个Cd2+胁迫过程中,‘苏柳172’、‘苏柳795’、‘旱快柳’和‘旱柳’叶片叶绿素含量和Chl a/Chl b值与对照相比均呈下降趋势,而竹柳先上升后下降至低于对照水平。(3)随着Cd2+胁迫程度的增加,叶片PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和光化学淬灭(qP)整体呈下降趋势,非光化学淬灭系数(NPQ)呈逐渐上升的趋势,而表观光合电子传递速率(ETR)先增加后下降,但5个柳树无性系叶绿素荧光参数的变化幅度以‘竹柳’最小,‘旱柳’最大。研究表明,5个柳树无性系均能在Cd2+浓度为30mg·L-1的培养液中正常生长,且竹柳的光合作用较对照有略微增加,且在90mg·L-1 Cd2+浓度下各无性系生长虽受到抑制但仍能存活,说明它们对重金属Cd2+胁迫都有一定的耐受性,并以‘竹柳’的耐受性最强。     

Cd2+对角突臂尾轮虫和曲腿龟甲轮虫的急性毒性和生命表统计学参数的影响

采用急性毒性试验研究了(25±1)℃下Cd²⁺对角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)和曲腿龟甲轮虫(Keratella valga)的24 h LC₅₀值, 采用生命表实验方法研究了(25±1)℃下、以密度为1.0×10⁶ 个细胞/mL的斜生栅藻为轮虫食物时不同浓度(7.0、12.0、20.4、34.6、58.8,100.0 μg/L)的Cd²⁺对角突臂尾轮虫和曲腿龟甲轮虫生命表统计学参数的影响。结果表明, Cd²⁺对角突臂尾轮虫和曲腿龟甲轮虫幼体的24 h LC₅₀值分别为95.5 μg/L和231.9 μg/L。Cd²⁺浓度对角突臂尾轮虫的种群内禀增长率具有显著的影响(P<0.05), 对曲腿龟甲轮虫的世代时间、生命期望和净生殖率具有显著的影响(P<0.05)。与对照组相比, 100.0 μg/L的Cd²⁺显著降低了角突臂尾轮虫的种群内禀增长率; 34.6 μg/L和58.8 μg/L的Cd²⁺显著降低了曲腿龟甲轮虫的世代时间, 34.6和100.0 μg/L的Cd²⁺显著降低了曲腿龟甲轮虫的生命期望, 34.6 μg/L的Cd²⁺显著降低了曲腿龟甲轮虫的净生殖率。角突臂尾轮虫对Cd²⁺污染的敏感性较曲腿龟甲轮虫强, 各生命表统计学参数对污染物的敏感性因轮虫种类的不同而异。     

外源Ca2+和IBA对NaCl胁迫下能源植物杂交狼尾草幼苗生长的影响

以能源植物杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P.purpureum)为实验材料,在NaCl胁迫条件下用外源IBA(100 mg/L),CaCl_2(浓度分别为0、1、2、5 mmol/L)处理杂交狼尾草幼苗,处理3周后测定植物的存活率、鲜重、干重、株高、生根数和地上部分、地下部分的离子含量。结果表明,经过IBA溶液预处理的杂交狼尾草幼苗的存活率、鲜重、干重、株高、生根数明显高于未处理的幼苗;在NaCl胁迫下,随着外源Ca~(2+)浓度的升高,杂交狼尾草幼苗的存活率、鲜重、干重、株高、生根数以及Ca~(2+)含量都明显升高并在CaCl_2浓度为2 mmol/L时达到最大值;随着外源Ca~(2+)浓度的升高,Na~+含量、Na~+/K~+降低,当CaCl_2的浓度为2mmol/L时,Na~+含量、Na~+/K~+最低。以上结果表明外源Ca~(2+)和IBA对NaCl胁迫下杂交狼尾草幼苗生长有促进作用,可以缓解NaCl胁迫对杂交狼尾草幼苗生长的抑制作用,提高杂交狼尾草幼苗在NaCl胁迫下的成活率;缓解盐害的最适的Ca~(2+)浓度为2mmol/L。