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本研究以中国树花(Ramalina sinensis)和地卷(Peltigera rufescens)两种叶状地衣为材料,从细胞及亚细胞水平,抗氧化酶系活性,可溶性蛋白质,脯氨酸及可溶性糖等渗透调节物质含量的变化及叶绿素含量的变化等多方面,研究了Cu2+胁迫即不同浓度CuSO4(0,1,2,3,4 mmol/L)处理24 h对地衣体的影响研究结果如下:1.采用光学显微镜徒手切片和透射电子显微镜超薄切片制备技术,Cu2+胁迫对地衣体细胞的存活率以及对细胞超微结构的影响进行研究。结果显示:(1)Cu2+浓度越大中国树花共生藻细胞存活率越小,而同样处理条件下,地卷共生藻细胞的活率基本保持不变。(2)Cu2+胁迫对细胞超微结构的影响研究结果显示,低浓度Cu2+(<1 mmol/L)对中国树花细胞结构基本无影响,细胞壁,细胞膜及细胞内的线粒体,叶绿体完整。(3)随着Cu2+处理浓度的增大(>2 mmol/L)共生藻的细胞膜和细胞器出现不同程度的损伤。当处理Cu2+浓度2 mmol/L时,细胞壁无损,但细胞膜开始破坏形成小空泡,线粒体嵴变凌乱,叶绿体也出现皱缩,类囊体膨胀,基粒排列紊乱。Cu2+浓度3 mmol/L时,细胞壁变薄,细胞膜形成的空泡变大,细胞内部结构变松散,蛋白核消失,叶绿体与细胞质混在一起,基粒片层扭曲,分布混乱,线粒体变形。Cu2+浓度高达4 mmol/L时,细胞结构完全被受到破坏。(4)不同浓度Cu2+处理对地卷共生藻细胞结构无明显的影响,在所有处理条件下地卷共生藻细胞壁,细胞膜都完整,且大多数共生藻细胞处于分裂状态。研究认为,中国树花对Cu2+胁迫较敏感,Cu2+耐受在1 mmol/L~2mmol/L之间,Cu2+浓度与中国树花细胞结构的损伤程度存在着明显的剂量效应关系,Cu2+浓度越高,其属于共球藻的真核共生藻细胞受损程度越大。地卷对Cu2+胁迫具有一定的耐性,Cu2+胁迫下地卷属于蓝藻的原核共生藻细胞仍能繁殖分裂产生子代细胞。2.地卷抗氧化酶系活性的研究显示Cu2+胁迫下,地卷的SOD、POD、CAT活性基本上都是Cu2+<1 mmol/L时酶活性被刺激明显增高起到保护作用,Cu2+增加到一定的浓度时,地卷的抗氧化酶活性不在持续升高,反而呈现有所下降,但与对照相比仍然增高,说明地卷对铜离子胁迫具有一定的耐性。地卷是一种地衣,是藻与菌的共生体,超微结构的研究发现虽然地卷的共生藻在4mmol/lcu2+处理条件下不但没有破坏,反而处于分裂状态,然而其共生菌却表现一定程度的损害。地卷的抗氧化酶系也应该包括这两种共生生物细胞内的酶。因此较高浓度cu2+即2,3,4mmol/l处理下抗氧化酶sod,pod,cat活性的有所下降可能是共生菌的一定程度的损害导致的。3.渗透调节物质含量的变化(1)cu2+浓度1mmol/l时,与对照相比,中国树花蛋白质含量增加3.56%;cu2+2mmol/l,3mmol/l与对照组相比,蛋白质含量分别减少了5.35%和4.61%,cu2+浓度达到4mmol/l时蛋白质含量出现下降趋势而且低于对照组0.91%,可见随着cu2+浓度的增加,中国树花的蛋白质含量呈现微量增加后的明显下降。地卷蛋白质含量cu2+浓度1,2,3mmol/l时分别增加了9.44%,14.18%,24.42%,4mmol/l时比对照组下降了29.94%。不同cu2+浓度处理的水平下,地卷的蛋白质含量随着cu2+浓度的增高而一直增加,但是没有像中国树花那样出现蛋白质含量在铜处理浓度高时的下降现象。(2)cu2+浓度1,2,3,4mmol/l时与对照相比,中国树花脯氨酸含量分别减少了13.3%,18.7%,7.6%和20%;地卷脯氨酸含量却增加了34.15%,79.27%,23.17%;cu2+浓度4mmol/l时脯氨酸含量降低了28.05%。(3)与对照相比,中国树花可溶性糖的含量,cu2+浓度1mmol/l时增高了7.99%。但是随着cu2+浓度的增加2,3,4mmol/l时,分别降低了17.52%,51.86%和56.65%。地卷的可溶性糖含量随着cu2+浓度的提高一直上升,即cu2+浓度1,2,3,4mmol/l时分别增加了32.88%,61.90%,95.14%和126.71%。中国树花和地卷蛋白质含量,pro含量及可溶性糖含量变化的差异,也进一步说明了,两者对铜离子胁迫的相应存在明显的差异。4.地卷的共生藻是蓝藻,属于原核生物,其光合作用的主要色素是叶绿素b。随着cu2+浓度的增加即1,2,3,4mmol/l时,地卷叶绿素b含量分别增加了37.57%,70.44%,99.17%和158.56%说明地卷对铜离子胁迫确实存在有一定的耐性。5.在实验室分离培养出了两种地衣的共生藻,该实验材料是为进一步深入研究铜离子胁迫下中国树花敏感性和地卷对铜离子胁迫的耐性的机制,提供了一定的基础实验材料。该研究内容,为进一步深入了解和解释地衣生物重金属胁迫抗性机制提供实验基础和理论依据,具有重要的研究价值。