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Cd^2+和Cr^3+对崇明东滩湿地土壤碱性磷酸酶的低剂量兴奋效应
  • ISSN号:1673-4831
  • 期刊名称:《生态与农村环境学报》
  • 时间:0
  • 分类:X53[环境科学与工程—环境工程]
  • 作者机构:[1]南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037, [2]南京林业大学生物与环境学院,江苏南京210037
  • 相关基金:国家自然科学基金(41375149,41471191);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD);南京林业大学2015年度大学生实践创新训练计划(2015sjcx188)
中文摘要:

为了明确Cd^2+、Cr^3+与碱性磷酸酶(ALP)活性之间的低剂量兴奋效应关系,以崇明东滩湿地土壤为对象,通过添加不同剂量的外源Cd^2+(Cd Cl2)和Cr^3+(Cr Cl3),使土壤中w(Cd^2+)分别为0、0.001、0.01、0.1、1、5、10、20、100和500 mg·kg-1,w(Cr^3+)为0、0.5、5、50、100、500和5 000 mg·kg-1,观测土壤ALP活性随时间(0、6、12、24、48、72和120 h)的变化特征。结果表明:(1)培养12 h后,Cd^2+添加量为1 mg·kg-1时,ALP活性比对照高8.6%(P〈0.05);当Cd^2+添加量大于10 mg·kg-1时,酶活性受到明显抑制。Cr^3+添加量为5 mg·kg-1时,ALP活性比对照显著升高22.8%(P〈0.05);当Cr^3+添加量大于100 mg·kg-1时,酶活性显著降低。这表明Cd^2+和Cr^3+与ALP之间存在典型的低剂量兴奋效应,但效应的表达与两者接触时间的长短密切相关。(2)以培养24 h的土壤样品为例,Cd^2+添加量为1和5 mg·kg-1时,ALP的催化效率(Vmax/Km),即最大反应速率(Vmax)与Michaelis常数(Km)的比值为1.7;当Cd^2+添加量增加到20 mg·kg-1时,Vmax/Km比降至0.8,而Vmax和Km的值均低于对照。Cr^3+添加量为0.5和5 mg·kg-1时,Vmax/Km比为1.7;当Cr^3+添加量增至100 mg·kg-1时,Vmax/Km比降为1.4,但Vmax和Km值均高于对照,这表明重金属与土壤酶之间的低剂量兴奋效应机理可能与其离子特性密切相关。

英文摘要:

To explore low.dose hormetic effects (a biphasic dose.response characterized by a low dose benefit and a highdose inhibition) of Cd2+ and Cr3+ on activity of alkaline phosphatase in wetland soil, soil samples were collected from thewetland in Dongtan of Chongming, treated with different doses of Cd2+ and Cr3+ , making the samples 0, 0. 001, 0. 01,0. 1, 1, 5, 10, 20, 100 and 500 mg·kg-1 in Cd2+ concentration and 0, 0. 5, 5, 50 100, 500 and 5 000 mg·kg-1 inCr3+ concentration, separately, and then incubated for 0, 6, 12, 24, 48, 72 and 120 hrs. After the incubation soil sam.ples were analyzed for activity of alkaline phosphatase (ALP)in soils to determine characteristics of the temporal variationof the activity with the incubation. Results show that after 12 hours of incubation, ALP activity was 8. 6% higher in the soilsamples 1 mg·kg-1 in Cd2+ concentration than in CK, and was obviously inhibited in the soil samples 10 mg·kg-1 inCd2+ concentration(P〈0. 05), while ALP activity was 22. 8% higher in the soil samples to 0?? 8 in the soil samples 20?? 0 mg·kg-1 in Cd2+ concentration with both Vmax and Km being lower than their respectiveones in CK (soil samples 0 mg·kg-1 in Cd2+ concentration), and Vmax / Km was also 1?? 7 in the soil samples 1 and 5 mg·kg-1 in Cr3+ concentration, and 1?? 4 in the soil samples 100 mg·kg-1 in Cr3+ concentration, with both Vmax and Km beinghigher than their respective ones in CK. All the findings indicate that both Vmax and Km fall simultaneously in the presenceof Cd2+ , but rise simultaneously in the presence of Cr3+ , and that the mechanism of low?case hormesis existing betweenheavy metals and soil enzymes may be closely related to properties of the heavy metal ions.

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期刊信息
  • 《生态与农村环境学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国环境保护部
  • 主办单位:国家环境保护部南京环境科学研究所
  • 主编:蔡道基
  • 地址:江苏省南京市蒋王庙街8号
  • 邮编:210042
  • 邮箱:ere@vip.163.com
  • 电话:025-85287036
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-4831
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1766/X
  • 邮发代号:28-114
  • 获奖情况:
  • 全国优秀环境科技期刊,江苏省优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:7943