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新闻公告
大亚湾站红树林污染生态学研究取得重要进展
作者: 大亚湾站 更新时间: 2010-08-24

    红树林生态学研究具有较长的历史,国际上主要涉及红树林生态系物种、物流和能流、污染环境与生态学、生态驱动因子以及保护、恢复、开发和管理等。但以往的研究很少涉及复合污染条件下红树林逆境生理与生化以及分子生态学研究,尤其是红树林污染分子生态学研究。

    大亚湾站站长王友绍教授带领的团队于2010年先后在《Journal of Hazardous Materials》(IF=4.144)上发表了题为“Physiological and biochemical responses in the leaves of two mangrove plant seedlings (Kandelia candel and Bruguiera gymnorrhiza) exposed to multiple heavy metals”、《Aquatic Toxicology》(IF=3.61)上发表了题为“Expression and characterization analysis of type 2 metallothionein from grey mangrove species (Avicennia marina) in response to metal stress”以及《Oceanological and Hydrobiological Studies》(IF=0.622)上发表了题为“Effect of multiple heavy metals on ascorbate, glutathione and related enzymes in two mangrove plant seedlings (Kandelia candel and Bruguiera gymnorrhiza)”。其中,《Journal of Hazardous Materials》也是该团队有关红树林生态学研究首次在影响因子4.0国际权威杂志上发表。

    该3篇文章主要研究了金属离子Pb、Cd、Cu等对红树植物白骨壤、秋茄、木榄生理与生化特性影响及其金属硫蛋白-II基因的表达与调控。该研究结果发现,随着复合重金属胁迫浓度的增加,秋茄和木榄叶片吸收重金属量增加。重金属在秋茄和木榄叶片的积累使两种植物叶片叶绿素含量明显减少。同时,在更高的重金属胁迫下,两种植物叶片的脯氨酸、酸溶性巯基和植物络合素的含量显著高于对照。在重金属处理下,抗坏血酸、谷胱甘肽、抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶显现相似的趋势:在最高浓度复合重金属胁迫下,秋茄和木榄的抗坏血酸含量和谷胱甘肽还原酶活性显著减少。秋茄叶、茎和根的谷胱甘肽过氧化物酶活性在最高重金属处理浓度达到最大,而木榄茎和根的谷胱甘肽过氧化物酶活性在较低的重金属处理浓度降到对照水平。利用实时定量PCR方法,对白骨壤金属硫蛋白-II基因(AmMT2)的表达特性研究结果表明:AmMT2的表达量受到Zn、Cu、Pb和Cd的调节。在有些实验条件下, AmMT2的表达量与对照相比明显增高,白骨壤AmMT2的表达与逆境存在着一定的应答关系,再次证实了红树林对重金属污染物的净化作用与其金属硫蛋白-II基因的表达与调控有关。

    此外,还于2009年、2007年在《Chemosphere》(IF=3.446)上发表了“Expression analysis of type 2 metallothionein gene in mangrove species (Bruguiera gymnorrhiza) under heavy metal stress”和“Effect of heavy metal stress on antioxidative enzymes and lipid peroxidation in leaves and roots of two mangrove plant seedlings (Kandelia candel and Bruguiera gymnorrhiza)”。其中,“Expression analysis of type 2 metallothionein gene in mangrove species (Bruguiera gymnorrhiza) under heavy metal stress” 《Chemosphere,2009》采用荧光时实定量PCR法,研究了红树植物木榄利用实时定量PCR方法对木榄金属硫蛋白-II基因(BgMT2)的表达特性,研究结果发现金属硫蛋白-II基因表达量是叶>茎>根,木榄BgMT2的表达量受到Zn、Cu、Pb和Cd的调节,首次从分子层次上揭示红树林对污染物的净化作用,说明红树林对重金属污染物的净化作用与其金属硫蛋白-II基因的表达与调控有关。借助分子生物学的手段与方法,解决了长期困惑海洋生态学家有关红树林对污染物的净化作用以及宏观生态学不能回答的问题,课题组并于2006年率先在NCBI GenBank公布了红树植物秋茄和木榄金属硫蛋白基因及其编码序列;2007年发表在《Chemosphere》(IF=3.446)“Effect of heavy metal stress on antioxidative enzymes and lipid peroxidation in leaves and roots of two mangrove plant seedlings (Kandelia candel and Bruguiera gymnorrhiza)”一文已被国际同行引用37次,这也反映出该团队在红树植物污染生态学研究方面得到了国际同行的认可和关注。
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