更新时间：02-25 （刘教授）提供原创文章
摘要：本文研究了不同Cd 处理浓度对黑藻体内活性氧(O2．–) 产生及对抗氧化酶(SOD、POD、CAT) 活性的分子毒理学效应以探讨高等水生植物抗氧化酶对Cd胁迫的反应。结果表明，Cd 在一定程度上加快了O2．–产生速率；减弱了SOD 和POD 活性，而CAT活性在0.5-5mg/L 处理浓度时增加；关联度分析发现Cd胁迫下黑藻起主要保护作用的分别为SOD、POD、CAT，而SOD最易受到影响。Cd 处理下的叶绿素含量也呈下降趋势，0.5-1mg/L 的Cd 处理的叶绿素a/ b 值大于对照值。此外，0.5-1mg/L的Cd 能使可溶性蛋白含量含量增加，此后随着Cd 处理浓度的增大其含量又不断降低。综合起来，Cd的毒性还是比较强的，致死阈浓度为：1-2mg/L。SOD 是评价Cd对沉水植物毒性效应的灵敏指标。
关键词: Cd；胁迫；黑藻；活性氧；抗氧化酶；毒理
本实验结果表明，当把黑藻培养在含Cd污水中后，活性氧的产生和清除的动态平衡随即被打破，这种失衡首先是由于O2．–产生速率的急剧上升，尤其是高浓度处理更明显(图2.1) ；另一方面，负责将其歧化为H2O2 和O2 的SOD 活性并没有发生应激性的增强，酶活性随金属浓度的增大而下降(图2.2.1)。在SOD活性受到严重抑制的同时，抗氧化酶系统的另两个重要组成部分POD和CAT表现出不同的变化规律，低于10mg/L 的Cd 能诱使CAT 活性增，而POD活性则一直在降低。这一方面说明单纯某一种酶活性的升高并不能增强植物抗逆境的能力，只有当其他酶活性也相应提高时该酶才能体现出保护作用。本实验结果就表明SOD活性的抑制使活性氧O2．–和H2O2的产生和清除平衡被打破，而POD作为对逆境条件反应十分敏感的酶，CAT对氧化胁迫也非常敏感，它们的活性都极易受到影响。这也反映出重金属胁迫时，一方面植物体内保护酶系统的活性比例平衡失调，破坏了以SOD为主导的保护酶系统，削弱了清除活性氧的能力；另一方面，活性氧自由基如O2．–的产生速率却呈线性增加，其后果必然导致活性氧等有害物质的积累，使植物细胞膜系统遭到破坏和大分子生命物质损伤，最终死亡。前人研究认为抗氧化系统(SOD、CAT、POD) 清除H2O2和O2．–功能的削弱，将会导致形成高反应活性的·OH[17] 。根据灰色关联度分析，3 个抗氧化酶对Cd胁迫起作用的主次顺为：POD(0.746) > CAT(0.740) > SOD(0.468 )。由此反映出SOD 是黑藻体内的3 个保护酶中对Cd最敏感和最易失活的酶类，其解毒作用弱于POD 和CAT。