羧基化多壁碳纳米管与铅镉对蚕豆幼苗叶片的氧化损伤

作     者：刘海涛 汪承润 刘玲 柳云云 叶蕴 罗康康 LIU Hai-tao, FANG Cheng-run, LIU Ling, LIU Yun-yun, YE Yun, LUO Kang-kang

作者机构：淮南师范学院生物工程学院安徽淮南232038 

出 版 物：《生态与农村环境学报》 (Journal of Ecology and Rural Environment)

年 卷 期：2018年第34卷第8期

页      面：745-754页

核心收录：

学科分类：0303[法学-社会学] 0710[理学-生物学] 0202[经济学-应用经济学] 0302[法学-政治学] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 0201[经济学-理论经济学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 0833[工学-城乡规划学] 

基　　金：安徽省自然科学基金(1608085MB44 1608085QC50) 安徽省高校自然科学研究重大项目(KJ2015ZD37) 安徽省高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目(gxfx ZD2016202) 

主　　题：蚕豆幼苗 羧基化多壁碳纳米管 重金属 抗氧化酶 HSP70 氧化损伤 生态毒性 蛋白降解 

摘      要：蚕豆幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH(0、2.5、5.0和10.0 mg·L^(-1))、20.0μmol·L^(-1)Pb+5.0μmol·L^(-1)Cd(简称Pb+Cd),以及MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合溶液中,15 d后检测叶片生理生化指标的变化,以期为MWCNTs与Pb、Cd复合污染的植物毒性和生态风险性评价提供科学依据。结果表明,随着MWCNTs-COOH浓度的增加,与对照组比较,MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合溶液均诱导了叶片O_2^(·-)和H_2O_2产物的明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及愈创木酚过氧化物酶(POD)同工酶及其酶活性的升高。2.5 mg·L^(-1)MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合显著诱导CAT酶活性,10.0 mg·L^(-1)MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合导致CAT酶活性降低至对照组以下,CAT酶可作为早期诊断MWCNTs-COOH或MWCNTs-COOH复合重金属环境污染的敏感的生物标志物。MWCNTsCOOH还诱导了蛋白羰基化、热休克蛋白70(HSP70)、非蛋白巯基(NPT)产物和内肽酶(EP)同工酶活性的增加,与Pb+Cd复合后HSP70产物趋于降低,而蛋白羰基化和NPT产物以及EP酶活性显著升高。叶片抗氧化酶和EP酶活性的升高、HSP70和NPT产物的增加缓解了上述氧化胁迫与损伤,是蚕豆幼苗重要的防御机制。综上,MWCNTs-COOH诱导了蚕豆叶片的氧化胁迫和应激响应,与Pb+Cd复合后则加剧了叶片的氧化损伤与蛋白降解。