气体交换、叶绿素荧光和抗氧化剂作为沙特阿拉伯吉达空气中重金属污染的生物指标
I.A Hassan.<年代up>1,2
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基于气体交换、叶绿素荧光和抗氧化剂的沙特阿拉伯吉达大气重金属污染生物指标研究。Curr World environment 2013;8(2) DOI:<一个href="http://dx.doi.org/10.12944/CWE.8.2.05" target="_blank">http://dx.doi.org/10.12944/CWE.8.2.05
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基于气体交换、叶绿素荧光和抗氧化剂的沙特阿拉伯吉达大气重金属污染生物指标研究。世界环境杂志2013;8(2)。可以从:<一个href="//www.a-i-l-s-a.com/?p=4818" target="_blank">//www.a-i-l-s-a.com/?p=4818
文章出版历史
已收到: 2013-07-09
接受: 2013-08-05
城市地区的快速增加人口导致人为活动和化石燃料燃烧。使用化石燃料,工业,农业,污水污泥和废物焚烧的道路交通排放是空气污染的主要来源。<年代up>1,2
在吉达市增加工业化,城市化和车辆交通可能会增加空气和土壤中重金属水平<年代up>2
金属污染物作为表面污染物存在于叶片上,因此作为评价空气污染的生物指标尤其有用。<年代up>上行线
光合作用(
在沙特阿拉伯,使用化石燃料的道路交通、工业、农业、污水污泥、垃圾焚烧以及沙尘暴等都造成了重金属污染。<年代up>尺码
空气中的重金属对人类是有害和有毒的,这取决于它们在食品中的浓度。<年代up>4
本研究旨在评价生菜(
材料和方法
植物材料,生长条件和实验设计
通过荧光监测系统(FMS,Hansatech Instruments,U.K.)测量叶绿素荧光。测量在环境中进行了[CO<年代ub>2
同时测定了气体交换参数和叶绿素荧光产量。
色素浓度
叶绿素(
抗氧化酶
均质化和透析5颗幼小和5个膨胀叶的组织样品。<年代up>38
脂质过氧化作用
通过测量丙二醛(MDA)生产来确定莴苣叶(n = 10)的脂质过氧化。<年代up>40
元素分析
元素分析采用电感耦合等离子体光谱法(ICP-OES),采用IRIS Intrepid II XSP仪器。<年代up>2
统计分析
使用缎子统计软件包进行数据进行单向ANOVA。应用最低差异(LSD)测试以评估不同属性的平均值之间的显着差异。这些值是十种复制的手段。数据在分析之前进行了转换以确保方差的正常性和平等。使用相关性分析评估站点与不同参数之间的关系。有6个重复
结果
毒性症状和植物生长
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工业,城市和住宅区的生菜芽的生长显着降低(P
图2:采集的植物的茎长 点击这里查看图 |
图3显示从工业和郊区地点收集的土壤具有最高浓度的重金属。
图3:不同重量的百分比 点击这里查看图 |
气体交换,叶绿素荧光和色素
净光合速率(
表1还显示了PSII (
表面观察与叶绿素含量和荧光参数一致(表1)一致。从工业区收集的植物中,CHL A,B和CHL A / B比率分别降低70,59和27%,分别在从城市地区收集的植物中的64,57和16株。这些参数在其他地点下降,但在相对较低的范围内(表1)。
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抗氧化酶和脂质过氧化
SOD增加了38岁,40岁,18岁,32 31%,叶子来自工业、城市、郊区、住宅和农村地区,分别为(表2)。另一方面,猫活动是减少41岁,38岁,18岁,在同一个网站分别22和14%(表2)。此外,痘降低了30日28日11叶来自工业、城市、而对居民区和城市采集的叶片无显著影响(P > 0.05)(表2)。
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对所有位点和不同的生理生化指标进行最小二乘线性回归分析
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讨论
城市大气,尤其是特大城市的大气,重金属和其他污染物的浓度往往高于农村(农业)大气,反映出工业和车辆排放以及煤灰和煤烟燃烧产生的污染物的含量不同。<年代up>5、7、14日,43岁的44岁
本研究记录的生长减少与文献报道的严重膳食污染对莴苣生长和产量影响的结果一致(
叶绿素含量的测定通常是为了评估环境胁迫的影响,因为色素含量的变化与植物疾病的视觉症状和光合生产力有关。<年代up>46-49.
用作应力指示剂的叶绿素比随着金属浓度的增加而显着降低。这种改变表明PSII / PSI比在压力叶中的变化。<年代up>47
植物已经进化出一种复杂的抗氧化系统,以减轻由重金属和其他生物和非生物胁迫引起的氧化应激。这些抗氧化剂在细胞防御策略中发挥着重要作用。金属可以通过活性氧(ROS)的爆发直接或间接地对植物细胞造成分子损伤,活性氧可以与脂肪酸反应,导致脂质过氧化,破坏生物膜。<年代up>40
像痘痘,草皮和猫这样的抗氧化剂是普遍存在的,它们在有毒金属离子的解毒中发挥着重要作用。<年代up>47岁的53
结果表明,SOD随城市化和土壤重金属含量的增加呈线性增加趋势。过量的重金属可以诱导植物的氧化应激,从而为ROS的形成提供护航。抗氧化酶可改变H<年代ub>2
CAT和POX活性随重金属浓度的增加呈线性下降趋势。在POX和CAT中均检测到升高和降低。<年代up>21日,51岁,54
MDA是脂质过氧化的细胞毒性产物,其形成通常用作由氧化应激引起的脂质过氧化程度的一般指标。<年代up>61
总的来说,在本研究中,空气中的重金属污染导致了莴苣的衰老,一般测量为光合效率降低,莴苣植株整体抗氧化能力下降和MDA的产生。在暴露结束时,这些改变伴随着对典型终末,芽生长的抑制。这些生物标志物可用于生态毒理学试验的经典终点综合方法;特别是本研究是在野外实际条件下进行的。因此,它们可以形成监测的基础,并在这种污染物引起自然群落结构的重大变化之前对其早期影响进行预测。
结论
实验室和实地研究提供了令人鼓舞的见解,莴苣植物通过生物标记物作为空气污染生物监测仪的能力。然而,我们需要更好地了解金属诱导衰老的整个过程,描述其在植物中的级联效应,以便选择重金属胁迫相关的生物标志物。在环境研究中,生菜被证明是一种适宜的生物指示剂。
确认
作者感谢阿卜杜勒阿齐兹国王大学的科学院长的持续支持。这项工作得到了一项资助(4/H/1433)。感谢N. Saied教授(德国布朗瑞威格)的技术支持,以及Samah Shata女士的热心协助。
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