全 文 ：ISSN 1000-0933
CN 11-2031/Q
中国生态学学会 主办
出版
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ica.cn
生
态
学
报
中国科学院生态环境研究中心
第 31卷 第 14期 Vol.31 No.14 2011
生态学报
Acta Ecologica Sinica第三
十
一
卷
第
十
四
期
二
○
一
一
年
七
月
2011-14 2011.7.6, 4:58 PM1
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 14 期摇 摇 2011 年 7 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
厦门市三个产业土地利用变化的敏感性 黄摇 静,崔胜辉,李方一,等 (3863)……………………………………
黄河源区沙漠化及其景观格局的变化 胡光印,董治宝,逯军峰,等 (3872)………………………………………
岩溶山区景观多样性变化的生态学意义对比———以贵州四个典型地区为例
罗光杰,李阳兵,王世杰,等 (3882)
……………………………………
……………………………………………………………………………
基于城市地表参数变化的城市热岛效应分析 徐涵秋 (3890)……………………………………………………
北京市土地利用生态分类方法 唐秀美,陈百明,路庆斌,等 (3902)………………………………………………
长白山红松臭冷杉光谱反射随海拔的变化 范秀华,刘伟国,卢文敏,等 (3910)…………………………………
臭冷杉生物量分配格局及异速生长模型 汪金松,张春雨,范秀华,等 (3918)……………………………………
渔山岛岩礁基质潮间带大型底栖动物优势种生态位 焦海峰,施慧雄,尤仲杰,等 (3928)………………………
食物质量差异对树麻雀能量预算和消化道形态特征的影响 杨志宏,邵淑丽 (3937)……………………………
桂西北典型喀斯特区生态服务价值的环境响应及其空间尺度特征 张明阳,王克林,刘会玉,等 (3947)………
隔沟交替灌溉条件下玉米根系形态性状及结构分布 李彩霞,孙景生,周新国,等 (3956)………………………
不同抗病性茄子根系分泌物对黄萎菌的化感作用 周宝利,陈志霞,杜摇 亮,等 (3964)…………………………
镧在草鄄菇鄄土系统中的循环与生物富集效应 翁伯琦,姜照伟,王义祥,等 (3973)………………………………
鄱阳湖流域泥沙流失及吸附态氮磷输出负荷评估 余进祥,郑博福, 刘娅菲,等 (3980)………………………
柠条细根的分布和动态及其与土壤资源有效性的关系 史建伟,王孟本,陈建文,等 (3990)……………………
土壤盐渍化对尿素与磷酸脲氨挥发的影响 梁摇 飞,田长彦 (3999)………………………………………………
象山港海域细菌的分布特征及其环境影响因素 杨季芳,王海丽,陈福生,等 (4007)……………………………
近地层臭氧对小麦抗氧化酶活性变化动态的影响 吴芳芳,郑有飞,吴荣军,等 (4019)…………………………
抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性和菲代谢的影响 龚帅帅,韩摇 进,高彦征,等 (4027)……………………
南苜蓿高效共生根瘤菌土壤的筛选 刘晓云,郭振国,李乔仙,等 (4034)…………………………………………
汉江上游金水河流域土壤常量元素迁移模式 何文鸣,周摇 杰,张昌盛,等 (4042)………………………………
基于地理和气象要素的春玉米生育期栅格化方法 刘摇 勤,严昌荣,梅旭荣,等 (4056)………………………
日光温室切花郁金香花期与外观品质预测模型 李摇 刚,陈亚茹,戴剑锋,等 (4062)……………………………
冀西北坝上半干旱区南瓜油葵间作的水分效应 黄摇 伟,张俊花,李文红,等 (4072)……………………………
专论与综述
鸟类分子系统地理学研究进展 董摇 路,张雁云 (4082)…………………………………………………………
自然保护区空间特征和地块最优化选择方法 王宜成 (4094)……………………………………………………
人类活动是导致生物均质化的主要因素 陈国奇,强摇 胜 (4107)…………………………………………………
冬虫夏草发生的影响因子 张古忍,余俊锋,吴光国,等 (4117)……………………………………………………
自然湿地土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌多样性的分子检测 佘晨兴,仝摇 川 (4126)………………………………
研究简报
塔里木河上游典型绿洲不同连作年限棉田土壤质量评价 贡摇 璐,张海峰,吕光辉,等 (4136)………………
高山森林凋落物分解过程中的微生物生物量动态 周晓庆,吴福忠,杨万勤,等 (4144)…………………………
生物结皮粗糙特征———以古尔班通古特沙漠为例 王雪芹,张元明,张伟民,等 (4153)…………………………
不同海拔茶园害虫、天敌种群及其群落结构差异 柯胜兵,党凤花,毕守东,等 (4161)…………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*306*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*33*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄07
封面图说: 内地多呈灌木状的沙棘,在青藏高原就表现为高大的乔木,在拉萨河以及雅鲁藏布江沿岸常常可以看到高大的沙棘
林和沼泽塔头湿地相映成趣的美丽景观。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 14 期
2011 年 7 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 14
Jul. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金(21077056,41071212);江苏省自然科学基金(BK2009315);霍英东教育基金(122045)
收稿日期:2010鄄05鄄08; 摇 摇 修订日期:2010鄄07鄄19
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: gaoyanzheng@ njau. edu. cn.
龚帅帅,韩进,高彦征,朱雪竹.抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性和菲代谢的影响.生态学报,2011,31(14):4027鄄4033.
Gong S S, Han J, Gao Y Z, Zhu X Z. Effects of inhibitor and safener on enzyme activity and phenanthrene metabolism in root of tall fescue. Acta Ecologica
Sinica,2011,31(14):4027鄄4033.
抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性
和菲代谢的影响
龚帅帅,韩摇 进,高彦征*,朱雪竹
(南京农业大学资源与环境科学学院,土壤有机污染控制与修复研究所,南京摇 210095)
摘要:以高羊茅(Festuca arundinacea)为供试植物,利用水培体系研究了抑制剂和安全剂对植物根中过氧化物酶(POD)和多酚
氧化酶(PPO)活性以及菲代谢的影响。 供试安全剂为浓度 0. 3%的 NaCl,抑制剂为浓度 2. 00 mg / L的 Vc。 结果表明,2. 00 mg /
L的 Vc作用下,1—16 d,高羊茅根的菲含量显著高于对照处理,而供试安全剂对植物根中菲含量的影响不显著。 抑制剂作用
下植物根部的 PPO和 POD活性显著降低;16 d,抑制剂作用下的植物根部 PPO和 POD活性为对照组的 1 / 6 和 1 / 9,表现出强抑
制效应。 而安全剂作用下植物根部 PPO和 POD活性则略高于对照组,但差异不显著(P<0. 05)。 植物体内酶的初始活性是影
响植物代谢 PAHs菲的关键因素。 抑制剂主要通过调节酶活性来影响根系代谢菲,其对植物根中 PPO和 POD活性的抑制效率
与根部菲代谢抑制效率呈显著正相关。
关键词:菲;安全剂;抑制剂;植物代谢;多酚氧化酶;过氧化物酶
Effects of inhibitor and safener on enzyme activity and phenanthrene metabolism
in root of tall fescue
GONG Shuaishuai, HAN Jin, GAO Yanzheng*, ZHU Xuezhu
Institute of Organic Contaminant Control and Soil Remediation, College of Resource and Environmental Science, Nanjing Agricultural University, Nanjing
210095, China
Abstract: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a group of persistent organic contaminants commonly found in the
environment. Due to their highly mutagenic and carcinogenic properties, their behaviors and fate in the soil / water plant
system are of great environmental concern. Because plants form the basis of human and animal food webs, potentially
harmful organic contaminants including PAHs could find their way into human and animal populations via this route.
Clearly, increased understanding of how plants take up and accumulate PAHs from the environment could have considerable
benefit for risk assessments.
In recent decades, considerable interest in the uptake of PAHs by plants has emerged. Plants can be exposed to PAHs
in different ways. Foliage uptake of atmospheric PAHs occurs via the deposition of particle鄄bound compounds and the
retention of vapor鄄phase PAHs on waxy leaf cuticles. The rate and extent of plant root uptake depends on the physiochemical
properties of the PAHs, soil characteristics, and plant species and physiology. Recently, metabolisms of PAHs have been
observed and proven to be related to the enzyme activities in plant bodies. To this end, how to control and regulate the
activity of plant enzymes and PAH metabolism is of worldwide concerns. However, little information is available on this
subject.
In this work, impacts of inhibitor and safener on the activities of PPO (phenol oxidase) and POD (peroxidase) and
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the metabolism of phenanthrene as a representative of polycyclic aromatic hydrocarbons ( PAHs) in roots of tall fescue
(Festuca arundinacea) were investigated utilizing hydroponic cultivation system in a greenhouse. 0. 3% NaCl and 2. 00
mg / L Vc were chosen as representatives of safener and inhibitor. Root concentrations of phenanthrene were found to be
significantly higher with the addition of 2. 00 mg / L Vc in 1—16 d. However, no significant difference was seen for root
concentrations of phenanthrene with the addition test safener. The activities of PPO and POD in root were much lower with
the addition of Vc, and were only 1 / 6 and 1 / 9 of the controls without inhibitor or safener, respectively, indicating the
strong inhibition of test inhibitor on PPO and POD activity. In contrast, no significant difference was observed between the
test enzyme activity with and without the addition of safener (0. 3% NaCl) . The initial activity of enzyme in roots of tall
fescue is a key factor of the phenanthrene metabolism. With the addition of test inhibitor, the inhibition efficiency of
enzyme activity was positively correlated to the inhibition efficiency of phenanthrene metabolism. This indicates that the
inhibitor affected the metabolism of phenanthrene in root mainly by regulating the enzyme activity.
To our knowledge, this is a primary investigation on the inhibitor and safener regulated uptake of PAHs by plant.
Results of this work would be of high values in risk assessments of organic contaminants in the environment.
Key Words: phenanthrene; safener; inhibitor; plant metabolism; PPO; POD
多环芳烃(PAHs)是一类具有致癌、致畸、致突变作用的有机污染物,在环境中分布广泛,性质稳定,难于
降解。 由于脂溶性较强, PAHs易被植物吸收积累,并可通过食物链最终危害农产品安全和人体健康[1鄄3]。 近
几十年来,环境 PAHs污染问题在国际上受到广泛关注[4]。
有关植物对 PAHs的吸收作用,国内外已有较多报道[5鄄8]。 一般认为,PAHs 从环境进入植物主要有 2 种
途径:根系从土壤中吸收、并随蒸腾流沿木质部向茎叶传输;植物地上部分吸收空气中 PAHs。 根系吸收与
PAHs的辛醇鄄水分配系数(Kow)、根脂肪含量正相关,与土壤有机质含量负相关[9鄄10];茎叶吸收则主要取决于
PAHs的辛醇鄄气分配系数(Koa)、亨利系数(H)、茎叶比表面积和脂肪含量[7,9]。 然而,有关吸收后 PAHs 在植
物体内的代谢,国内外相关文献仍很少。
从目前已有的报道来看,吸收后 PAHs可被植物代谢;代谢作用主要是通过植物体内酶来实现[11鄄12]。 其
中,过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)是植物细胞抵御活性氧自由基伤害的酶系的主要成员,在清除自
由基、阻止自由基形成、提高植物抗逆性、延缓植物衰老等方面起着重要作用[13]。 有报道表明,PPO 能催化
PAHs开环,生成易降解的中间产物[14];POD则是逆境条件下植物酶促防御系统的关键酶。 POD和 PPO在植
物代谢 PAHs过程中起关键作用[12,14]。 但至今,能否通过调节植物体内 POD、PPO等酶系活性、进而调控植物
对 PAHs的代谢作用,国内外至今尚少有报道。
抗坏血酸(Vc)和氯化钠(NaCl)是报道的常用植物酶抑制剂和安全剂,已证实在植物积累代谢农药类有
机污染物方面有调节作用[15]。 本文以污染环境中检出率较高的菲为 PAHs代表物,以高羊茅为供试植物,采
用水培试验方法,研究 Vc和 NaCl对高羊茅根中 POD和 PPO酶活性和菲代谢的影响,试图为进一步调节植物
对有机污染物的吸收积累作用、降低作物有机污染风险、保障污染地区农产品安全等提供基础依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试剂与仪器
菲购自 Aldrich Chemical Co. , 纯度>98% 。 聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚、邻苯二酚、二氯甲烷、正己烷、甲
醇(色谱纯)。 培养液选用 Hoagland营养液[16]。
主要仪器:722 可见分光光度计, HH鄄4 数显恒温水浴锅,KQ300DE医用数控超声波清洗器,RM鄄3 旋转浓
缩蒸发器,超低温冰箱,LABCONCO7670530 冷冻干燥机,岛津 LC鄄20AT高效液相色谱仪(HPLC)。
1. 2摇 试验方法
向一系列含有 0. 9L培养液的玻璃烧杯中加入菲的甲醇储备液(控制甲醇浓度<1译) [17],同时设置 3 个
8204 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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处理组:(a)将安全剂 NaCl加入到培养液中,浓度为 0. 3% ;(b)将 Vc 加入到培养液中,浓度为 2. 00 mg / L;
(c)无 Vc或 NaCl对照处理组,即培养液中不加入 NaCl或 Vc。 各处理均定容至 1. 00 L,制得含 1 mg / L菲的
培养液。 高羊茅经催芽、育苗后,于温室中以水培方式预培养至株高约 15 cm左右,选择生长态势较为一致的
植株洗净根部后移入含上述培养液的玻璃烧杯中,每杯 12 株,烧杯外壁用黑塑料袋包裹,保持根系和溶液避
光。 培养期间分别添加水、营养液、等浓度的 Vc或 NaCl,维持液面高度。 分别于 1、2、4、8、16 d采集植物样和
水样。 植物样品采集后,用蒸馏水充分淋洗,并用滤纸浸干表面水分后,于-65益下保存待分析。 试验中每个
处理 3 次重复。
1. 3摇 主要分析指标及方法
1. 3. 1摇 多酚氧化酶(PPO)的提取与测定
称取植物根 0. 1 g,置 4益冰箱中预冷。 PPO的提取及测定采用杨秀清等的方法[18],并略做改进。 取出预
冷的根样,加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0. 05 g,pH 6. 0 磷酸缓冲溶液(PBS)10 mL, 冰浴研磨, 离心(4益) 10
min, 取上清液为提取液, 以上操作均在 4益下进行。 依次向比色管中迅速加入 0. 01 mol / L pH 6. 0 的磷酸缓
冲液 2 mL, 0. 1 mol / L邻苯二酚 1. 0 mL,0. 2 mL粗酶提取液。 反应介质摇匀,30益保温 10 min,在 420 nm波
长下比色测定。 每个样测取 3 组平均值,酶活性以每分钟 OD值每增加 0. 01 为一个活力单位。
1. 3. 2摇 过氧化物酶(POD)的提取与测定
称取植物根 0. 1 g,置 4益冰箱中预冷。 POD 的提取及测定采用郝再彬等的方法[19],并略做改进。 取出
预冷的根样,加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0. 05 g,pH 7. 8 磷酸缓冲溶液(PBS)10 mL, 冰浴研磨, 离心(4益) 10
min, 取上清液为提取液, 以上操作均在 4益下进行。 依次向比色管中迅速加入 0. 1 mol / L pH 5. 0 的醋酸缓
冲液 2 mL,0. 25%愈创木酚 1. 0 mL,质量分数为 3% H2O20. 1 mL,0. 2 mL粗酶提取液。 反应介质摇匀,37益
保温 10 min,在 470 nm波长下比色测定。 每个样测取 3 组平均值,酶活性以每分钟 OD值每增加 0. 01 为一个
活力单位。
1. 3. 3摇 植物根的 PAHs分析[5]
植物根样于-54益冷冻干燥,取一定量样品于 25 mL玻璃离心管中,用 30 mL 1 颐1 的二氯甲烷和正己烷溶
液分 3 次、每次 10 mL超声萃取 30 min。 将萃取液收集,转移到旋转蒸发瓶中,40益恒温浓缩至干,用正己烷
定容到 2 mL。 然后取 1 mL过硅胶柱净化,用一定量的二氯甲烷和正己烷溶液洗脱,洗脱液收集至旋转蒸发
瓶中,40益恒温下浓缩至干,用甲醇定容到 2 mL,过 0. 22 滋m孔径滤膜后,用高效液相色谱仪(HPLC)分析。
1. 3. 4摇 水样的 PAHs分析
水样分析参考凌婉婷等的方法[4]。 准确移取一定量水样于 10 mL比色管中,用甲醇稀释(甲醇与水体积
分数为 7 颐3),过 0. 22 滋m滤膜后,用 HPLC分析。
1. 3. 5摇 根中菲代谢的抑制效率(R)
R=(CpVc+phe-Cpphe) / Cpphe
式中,R为根中菲代谢的抑制效率(酶抑制剂对植物根代谢菲的抑制效率);CpVc+phe为在 Vc 作用下,植物
根中菲含量(mg / kg);Cpphe为无 Vc作用下,植物根中菲含量(mg / kg)。
1. 4摇 数据处理
利用 Excel及 SPSS统计软件进行试验结果的数据整理和统计分析。
2摇 结果与讨论
2. 1摇 植物根中菲的含量
绘制了高羊茅根中菲的含量与时间关系曲线(图 1)。 总体来看,0—16 d,高羊茅根中菲含量呈下降的趋
势。 抑制剂 Vc作用下,植物根部菲的含量显著高于无 Vc 或 NaCl 的对照植物处理(高 27%—313% ) (P<
0郾 05)。 而安全剂 NaCl作用下,植物根部菲的含量则比对照略低,但差异不显著(P<0. 05)。 例如,16 d 时,
Vc处理、NaCl处理和对照植物根部菲的含量分别为 24. 3、4. 24、5. 88 mg / kg,Vc 处理植物根的菲含量分别为
9204摇 14 期 摇 摇 摇 龚帅帅摇 等:抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性和菲代谢的影响 摇
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图 1摇 菲在植物根内的含量鄄时间关系曲线
摇 Fig. 1 摇 Concentrations of phenanthrene in ryegrass root as a
function of time
NaCl和对照处理的 5. 7 和 4. 1 倍。
据报道,植物对 PAHs 的吸收作用可看作为 PAHs
在水鄄根、根鄄茎叶间一系列连续分配作用的总和,植物
根对 PAHs 的吸收主要与 PAHs 的辛醇鄄水分配系数
(Kow)、根脂肪含量有关[9],而试验中添加的安全剂和
抑制剂对 PAHs 的辛醇鄄水分配系数(Kow)和根脂肪含
量基本无影响。 因此,安全剂和抑制剂对植物根部吸收
和传输菲能力的影响甚微。 供试抑制剂和安全剂作用
下,植物根中 PAHs含量的差异应取决于植物体内酶活
性的响应;即 Vc或 NaCl 通过影响根中酶系活性、进而
影响根对菲的代谢作用,导致植物根内残留的母体化合
物菲含量不同。
2. 2摇 Vc和 NaCl对植物根中 POD和 PPO活性的影响
抑制剂能使酶的活力中心的化学性质发生改变,导
致酶活力下降或丧失。 可分为竞争性抑制剂和非竞争
性抑制剂:前者的结构与酶的底物相似,能与酶的活力中心结合,生成酶鄄抑制剂络合物;后者的结构和酶的底
物并不类似,但它们也能和酶结合形成酶鄄抑制剂络合物。 以往研究发现,Vc对 POD活性的抑制作用明显,当
Vc浓度逸1. 0 mg / L时,经最小显著极差法检验,酶活性抑制差异显著;同时,Vc具有较强还原性,可通过改变
PPO中铜离子的氧化还原态,降低 PPO活性,进而阻碍植物体内 PAHs被氧化为醌类,抑制了植物对 PAHs的
代谢过程。 安全剂(NaCl)能通过产生基因活化作用诱导酶的活性,进而催化 PAHs 的苯环的羟基化反应,促
进 PAHs在植物根系的代谢。
本试验中,抑制剂 Vc对植物根部 POD和 PPO活性有明显影响(图 2 和图 3)。 Vc 作用下植物根部 POD
和 PPO活性均显著低于对照处理(无 Vc 或 NaCl)植物根部相应酶的活性(P<0. 05)。 可采用酶活性的抑制
效率(E)来衡量供试抑制剂对植物酶活性的抑制效果。
酶活性抑制效率(E,% )= (Ephe-Ephe+Vc) / Ephe
式中,Ephe为对照处理植物根部酶活;Ephe+Vc为抑制剂作用下植物根部酶活。 由表 1 可得,1—16 d,Vc 对
高羊茅根内 POD和 PPO活性的抑制效率随时间延长而快速增大。 1 d时,Vc对根中 POD和 PPO的抑制效率
分别为 40%和 36% ,表明短时间内 Vc即可表现出显著的抑制效果;16 d,Vc对根中 POD和 PPO的抑制效率
分别为798%和481% ,表现出强烈的抑制作用,使酶的活性降低到一个极低水平。对照图1,8—16d,Vc作
图 2摇 不同处理的植物根中 POD活性
Fig. 2摇 Activities of POD in roots for different treatments
图 3摇 不同处理的植物根中 PPO活性
Fig. 3摇 Activities of PPO in roots for different treatments
0304 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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用下植物根内的菲含量基本不变,在 Vc对 POD和 PPO酶活的强抑制作用下,植物根对菲的代谢作用几乎停
止;表明,POD和 PPO对供试植物根代谢菲起关键作用,Vc则可高效地抑制 POD和 PPO活性、进而阻碍根中
菲的代谢。
安全剂 NaCl作用下,高羊茅根中 POD和 PPO活性见图 2 和图 3。 供试时间内,NaCl 处理的植物根中两
种酶的活性显著地高于 Vc处理,略高于对照处理、但未达到差异显著性水平(P<0. 05)。 1—16 d,与对照处
理的趋势相似,NaCl作用下高羊茅根中 POD活性整体呈下降的趋势。 而 PPO的规律有所不同;1—2 d,NaCl
处理与对照处理的植物根中 PPO活性增大,而后(2—16 d)则呈下降的趋势。 宋玉芳[20]等发现,低浓度菲污
染没有造成酶功能的损伤,植物体内抗氧化物酶水平反而应激性提高,酶蛋白的抗降解能力增强。 本实验结
果表明,供试菲胁迫下,短期内(1—2 d)植物可激发其自身的防御体系,诱导 PPO活性增大,以抵抗由于菲胁
迫造成的氧自由基的增加。
表 1摇 Vc对植物根中 POD和 PPO活性的抑制效率
Table 1摇 Inhibition efficiency of POD and PPO activity in plant roots by Vc addition
时间 Time / d 1 2 4 8 16
POD抑制效率 Inhibition efficiency of POD / % 40 151 139 707 798
PPO抑制效率 Inhibition efficiency of PPO / % 36 77 77 358 481
摇 摇 抑制效率(E,% )= (Ephe-Ephe+Vc) / Ephe,式中 Ephe为对照处理植物根部酶活;Ephe+Vc为抑制剂作用下植物根部酶活
2. 3摇 植物根部 POD和 PPO活性与 PAHs代谢的关系
以往研究表明,根是植物代谢 PAHs的活跃部位[21],植物体内酶系活性与植物代谢 PAHs之间关系密切。
可以用植物根部酶活动力学来表征酶活和代谢的关系。 绘制了根中 POD和 PPO活力与菲代谢的关系曲线,
如图 4 和图 5 所示。 由图可得,在 Vc处理、对照处理、NaCl处理的根中 POD活性动力学线性回归方程分别为
K=0. 0002U-0. 0808 (R2 =0. 9496),K = 0. 0002U-0. 5188 (R2 = 0. 978),K = 0. 0002U-0. 5974 (R2 = 0郾 936);
PPO活性动力学线性回归方程分别为 K = 0. 0004U -0. 0509 (R2 = 0. 9409),K = 0. 0002U -0. 4607 (R2 =
0郾 8891),K=0. 0002U-0. 3297 (R2 =0. 9091)。 式中 K为处理时间的倒数;U为植物根内酶的活性。
图 4摇 不同处理植物根中 POD活性动力学
Fig. 4摇 Kinetic activity of POD in root for different treatments
图 5摇 不同处理植物根中 PPO活性动力学
摇 Fig. 5摇 Kinetic activity of PPO in root for different treatments
进一步分析可得,不同处理下 PPO和 POD活性动力学方程的斜率差异不大,说明添加了供试安全剂和抑
制剂,植物体内对应酶的活性变化趋势基本一致。 抑制剂 Vc 短时间内表现出对酶活性的显著抑制,可以看
作酶的初始活性降低,减弱了植物代谢菲的能力,导致植物体内残留的母体化合物菲含量高于对照处理或
1304摇 14 期 摇 摇 摇 龚帅帅摇 等:抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性和菲代谢的影响 摇
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图 6摇 植物根中菲代谢的抑制效率
Fig. 6摇 Inhibition efficiency of phenanthrene metabolity in root
NaCl处理。 安全剂 NaCl 作用下植物根内酶活在短时
间内变化不大,可以看作酶的初始活性基本不变,对植
物代谢菲的能力影响不大,16 d,植物根内菲残留含量
与对照接近。 由上可见,植物根内酶的初始活性是菲代
谢的关键。
可用根中菲代谢的抑制效率(R)来反映抑制剂对
植物代谢菲的影响。 R = (CpVc+phe -Cpphe) / Cpphe,式中 R
为根中菲代谢的抑制效率;Cpphe为对照植物根中菲含量
(mg / kg);CpVc+phe为抑制剂处理植物根中菲含量(mg /
kg)。 R值越大,表明抑制剂对植物根部 PAHs 代谢的
抑制作用越强。 由图 6 可得,供试时间内,随着时间延
长植物根部菲代谢的抑制效率逐渐增大。 例如,16 d植
物根中菲代谢的抑制效率为 313% ,表现出强烈的抑制
效果。 这些结果表明,供试抑制剂对酶活持续抑制、酶活连续下降,导致植物根部菲代谢过程受阻且程度增
强。 统计分析可得,抑制剂 Vc对植物根中 POD和 PPO活性的抑制效率(E)与根部菲代谢抑制效率(R)呈正
相关;这进一步表明,供试两种酶在根代谢菲中起关键作用,抑制剂主要通过调节酶活性来影响根系代谢菲。
3摇 结论
3. 1摇 2. 00 mg / L的 Vc作用下,1—16 d,高羊茅根的菲含量显著高于对照处理,表明供试抑制剂能显著抑制
植物根中菲的代谢,而供试安全剂对植物根中菲含量的影响不显著。
3. 2摇 抑制剂显著降低了高羊茅根部 PPO和 POD的活性,16 d,供试抑制剂作用下植物根部 PPO和 POD活性
分别为对照的 1 / 6 和 1 / 9,表现出强抑制效应。 安全剂作用下植物根部 PPO和 POD的活性略高于对照,但差
异未达到显著水平(P<0. 05)。
3. 3摇 植物根内酶的初始活性是影响植物代谢菲的关键,根内初始酶活越高、代谢菲的能力越强。
3. 4摇 抑制剂对植物根中 POD和 PPO活性的抑制效率与根部菲代谢抑制效率显著正相关。
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3304摇 14 期 摇 摇 摇 龚帅帅摇 等:抑制剂和安全剂对高羊茅根中酶活性和菲代谢的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 14 July,2011(Semimonthly)
CONTENTS
The sensitivity of Xiamen忆s three industrial sectors to land use changes HUANG Jing, CUI Shenghui, LI Fangyi, et al (3863)……
Desertification and change of landscape pattern in the Source Region of Yellow River
HU Guangyin, DONG Zhibao, LU Junfeng, et al (3872)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………
Comparison of ecological significance of landscape diversity changes in karst mountains: a case study of 4 typical karst area in
Guizhou Province LUO Guangjie, LI Yangbing,WANG Shijie,et al (3882)………………………………………………………
Analysis on urban heat island effect based on the dynamics of urban surface biophysical descriptors XU Hanqiu (3890)……………
Primary exploration on the ecological land use classification in Beijing TANG Xiumei,CHEN Baiming,LU Qingbin,et al (3902)……
Changes of spectral reflectance of Pinus koraiensis and Abies nephrolepis along altitudinal gradients in Changbai Mountain
FAN Xiuhua, LIU Weiguo, LU Wenmin, et al (3910)
……………
……………………………………………………………………………
Biomass allocation patterns and allometric models of Abies nephrolepis Maxim
WANG Jinsong, ZHANG Chunyu, FAN Xiuhua, et al (3918)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
Niche analysis of dominant species of macrobenthic community at a tidal flat of Yushan Island
JIAO Haifeng, SHI Huixiong, YOU Zhongjie, et al (3928)
………………………………………
………………………………………………………………………
The influence of different food qualities on the energy budget and digestive tract morphology of Tree Sparrows passer montanus
YANG Zhihong, SHAO Shuli (3937)
………
………………………………………………………………………………………………
The response of ecosystem service values to ambient environment and its spatial scales in typical karst areas of northwest Guangxi,
China ZHANG Mingyang, WANG Kelin,LIU Huiyu,et al (3947)…………………………………………………………………
Root morphology characteristics under alternate furrow irrigation LI Caixia, SUN Jingsheng, ZHOU Xinguo, et al (3956)……………
Allelopathy of the root exudates from different resistant eggplants to verticillium wilt (Verticillium dahliae Kleb. )
ZHOU Baoli, CHEN Zhixia, DU Liang, et al (3964)
……………………
………………………………………………………………………………
Biological cycle and accumulation of lanthanum in the forage鄄mushroom鄄soil system
WENG Boqi,JIANG Zhaowei,WANG Yixiang, et al (3973)
……………………………………………………
………………………………………………………………………
Evaluation of soil loss and transportation load of adsorption N and P in Poyang Lake watershed
YU Jinxiang, ZHENG Bofu, LIU Yafei, et al (3980)
………………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of soil resource availabilities on vertical distribution and dynamics of fine roots in a Caragana korshinskii plantation
SHI Jianwei, WANG Mengben, CHEN Jianwen,et al (3990)
…………
………………………………………………………………………
Effects of soil salinization on ammonia volatilization characteristics of urea and urea phosphate
LIANG Fei, TIAN Changyan (3999)
………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Distribution of marine bacteria and their environmental factors in Xiangshan Bay
YANG Jifang,WANG Haili, CHEN Fusheng, et al (4007)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Concentration of O3 at the atmospheric surface affects the changes characters of antioxidant enzyme activities in Triticum aestivum
WU Fangfang, ZHENG Youfei, WU Rongjun, et al (4019)
…
………………………………………………………………………
Effects of inhibitor and safener on enzyme activity and phenanthrene metabolism in root of tall fescue
GONG Shuaishuai, HAN Jin, GAO Yanzheng, et al (4027)
…………………………………
………………………………………………………………………
Screening of highly鄄effective rhizobial strains on Alfalfa (Medicago polymorpha) in soil
LIU Xiaoyun,GUO Zhenguo, LI Qiaoxian, et al (4034)
………………………………………………
……………………………………………………………………………
Geochemical evolution processes of soil major elements in the forest鄄dominated Jinshui River Basin, the upper Hanjiang River
HE Wenming, ZHOU Jie, ZHANG Changsheng, et al (4042)
………
……………………………………………………………………
Integrating geographic features and weather data for methodology of rasterizing spring maize growth stages
LIU Qin,YAN Changrong, MEI Xurong, et al (4056)
……………………………
………………………………………………………………………………
A model for predicting flowering date and external quality of cut tulip in solar greenhouse
LI Gang,CHEN Yaru,DAI Jianfeng,et al (4062)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Moisture effect analysis of pumpkin and oil sunflower intercropping in semi鄄arid area of northwest Hebei Province
HUANG Wei,ZHANG Junhua,LI Wenhong,et al (4072)
……………………
…………………………………………………………………………
Review and Monograph
Theoretical backgrounds and recent advances in avian molecular phylogeography DONG Lu, ZHANG Yanyun (4082)………………
A review on spatial attributes of nature reserves and optimal site鄄selection methods WANG Yicheng (4094)…………………………
Human activities are the principle cause of biotic homogenization CHEN Guoqi, QIANG Sheng (4107)………………………………
Factors influencing the occurrence of Ophiocordyceps sinensis ZHANG Guren, YU Junfeng, WU Guangguo, et al (4117)……………
Molecular detection of diversity of methanogens and methanotrophs in natural wetland soil SHE Chenxing, TONG Chuan (4126)……
Scientific Note
Soil quality assessment of continuous cropping cotton fields for different years in a typical oasis in the upper reaches of the Tarim
River GONG Lu, ZHANG Haifeng, L譈 Guanghui, et al (4136)…………………………………………………………………
Dynamics of microbial biomass during litter decomposition in the alpine forest
ZHOU Xiaoqing, WU Fuzhong, YANG Wanqin, et al (4144)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………
The aerodynamic roughness length of biologicalsoil crusts:a case study of Gurbantunggut Desert
WANG Xueqin, ZHANG Yuanming, ZHANG Weimin, et al (4153)
………………………………………
………………………………………………………………
Differences among population quantities and community structures of pests and their natural enemies in tea gardens of different
altitudes KE Shengbing, DANG Fenghua, BI Shoudong, et al (4161)……………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 14 期摇 (2011 年 7 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 31摇 No郾 14摇 2011
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