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《南京师范大学》 2003年
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汞、镉及其复合污染对浮萍的毒害影响及细胞凋亡机制的初探

徐楠  
【摘要】: 本文运用生理生化测定、透射电镜、随机扩增多态性DNA法(Random Amplified Polymorphism DNA, RAPD)、DNA梯法(DNA Ladder)及DNA原位末端标记技术(TdT-mediated dUTP nick end labeling,TUNEL)等实验手段,研究了汞(Hg~(2+))、镉(Cd~(2+))及其复合污染对浮水植物浮萍(Lemna minor L.)的毒害作用及细胞凋亡机理。研究结果表明:Hg~(2+)、Cd~(2+)污染对浮萍的保护酶系统、物质代谢系统、细胞结构等具有伤害和破坏作用,Cd~(2+)对浮萍叶细胞的毒性比Hg~(2+)大,Hg~(2+)、Cd~(2+)复合污染呈现明显的协同作用,加强了对叶细胞的伤害。在两种离子作用下,活性氧(ROS)含量升高,启动细胞的防御反应。植物体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性发生了应激性的提高,清除、分解活性氧,用以维护膜系统的稳定性。随着毒害的加重,保护酶活性降低,细胞的防御系统不能完成对细胞的保护作用,同时产生较多的丙二醛(MDA)等膜脂过氧化产物,膜完整性被破坏。电镜结果显示:植物叶细胞受Hg~(2+)、Cd~(2+)毒害后:质壁分离;核中染色质凝集,核仁解体,核膜破裂;叶绿体中的类囊体和线粒体中的脊突膨胀或呈囊泡状,直至解体。 本文还从DNA一级结构、抗氧化酶系及细胞核超微结构损伤等方面,研究了Hg~(2+)、Cd~(2+)胁迫下浮萍体细胞的细胞凋亡。运用RAPD和DNA Ladder法,5-10mg/LHg~(2+)处理组可检测到基因组DNA的明显损伤,20 mg/LHg~(2+)已导致细胞坏死;RAPD法较DNA Ladder法更灵敏。透射电镜观察发现,5mg/LCd~(2+)处理下,细胞核膜完整,染色质凝聚,趋边化;且应用DNA原位末端标记(TUNEL)检测方法发现DNA的3—OH断端可被特异标记,表现出典型的凋亡细胞特征。而20mg/LCd~(2+)已导致细胞坏死。本文还发现,活性氧和抗氧化酶系很可能参与了浮萍体细胞凋亡过程。低浓度的Hg~(2+)、Cd~(2+)短时间胁迫可刺激抗氧化酶活性升高,以清除体内活性氧,而一旦活性氧水平超出一定域值,抗氧化酶活性急速下降,导致细胞凋亡。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X503.23

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【引证文献】
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【参考文献】
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