荻和绦柳组培苗对4-BDE和BaP暴露的生物响应

发布时间：2018-10-16 20:31

【摘要】：持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)是人工合成的有机污染物,其污染水平、迁移转化、毒理和降解等研究已经引起了国内外高度重视,中国作为POPs公约缔约国正面临POPs的挑战。4-溴联苯醚(4-brominated biphenyl ether,4-BDE)是一种低溴代联苯醚,广泛存在于环境的大气、水体、底泥和水生生物等介质,具有比高溴代联苯醚更高的生物富集性、水溶性及挥发性等特性。4-BDE是一溴代联苯醚的代表物,仅含有一个溴原子的芳香族化合物也是一种全球性污染物。苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,Ba P)是一类具有富集性、高毒性及挥发性的典型五环的多环芳烃,并是多环芳烃中毒性最强的,被认为是癌症的主要影响因子。4-BDE和Ba P都是一种在环境中广泛存在的POPs,可通过食物链富集、浓缩,可对人类和生态环境存在潜在危害。植物修复可以最大限度地降低对环境的破坏,是生物修复的重要方面,已成为国内外关注的热点。在植物修复研究中植物对污染物暴露的生物响应是研究植物修复机制的前提和基础,但目前国内外尚少系统报道。本论文以常见植物玉米、拟南芥、荻和绦柳等植物为靶试植物,研究了7种POPs暴露下对玉米和拟南芥生长相关响应及机制,以及4-BDE和Ba P暴露条件下对荻和绦柳生长发育相关的应答响应及修复机制。主要的研究结果如下:(1)玉米胚芽鞘伸长试验结果表明,在设计的暴露剂量范围0 mg/L-20 mg/L内,生长剂量曲线呈现出先升高后降低的趋势,低剂量暴露可促进生长,高剂量抑制生长,污染物aroclor1254、PCB 126、PCB 28、BDE-209和Ba P可明显促进胚芽鞘伸长生长,aroclor1242和4-BDE对胚芽鞘伸长没有明显影响。(2)拟南芥DR5::GUS报告基因对污染物暴露的应答分析结果表明,在设计的暴露剂量范围0 mg/L-0.2 mg/L内,污染物aroclor1254、aroclor1242、PCB 28和BDE-209可诱导拟南芥DR5::GUS基因表达,PCB 126、4-BDE和Ba P不能诱导DR5::GUS基因表达。(3)不同浓度的4-BDE暴露对荻和绦柳组培苗生长发育影响的研究结果表明,在设计的暴露剂量范围内,4-BDE单独和协同激素暴露可影响荻和绦柳生长发育。3mg/L的4-BDE暴露下可缩短荻不定根不会分化时间、促进荻生物量的增加,4-BDE协同激素暴露的影响效应较高于4-BDE单独暴露。4-BDE单独暴露下可延长绦柳不定根的分化时间,促进生物量的增加,4-BDE协同激素暴露可明显抑制绦柳不定根的分化,对茎叶生物量的影响与阳性对照CK+相似。(4)不同浓度的Ba P暴露对荻和绦柳组培苗生长发育影响的研究结果表明,在设计的暴露剂量范围内,Ba P暴露可影响荻和绦柳的生长发育。4 mg/L的Ba P暴露可明显缩短荻不定根分化时间,Ba P协同激素处理可促进荻生物量的增加,Ba P单独暴露下荻不定根生物量与阳性对照CK+相似,可促进荻茎叶生物量的增加。4 mg/L的Ba P单独暴露下可缩短绦柳不定根的分化时间、促进绦柳不定根分化数量和不定根生物量的增加,绦柳茎叶生物量与阳性对照CK+相似,Ba P协同激素暴露下可抑制绦柳不定根的分化,绦柳茎叶生物量与阳性对照CK+相似。(5)污染物4-BDE和Ba P暴露可以影响荻不定根分化前期的植物内源生长素IAA和细胞分裂素类(ZR、DHZR、i PA)水平。1/2MS添加3mg/L的4-BDE单独处理对荻不定根分化初期内源IAA、ZR、DHZR以及i PA的含量影响显著,荻内源生长素IAA与细胞分裂素类的比值IAA/ZR和IAA/DHZR高于空白对照CK;1/2MS+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA并添加3mg/L的4-BDE协同激素处理,对荻不定根分化初期内源IAA、ZR、DHZR以及i PA影响显著,荻生长素与细胞分裂素比值与阳性对照CK+一致。1/2MS添加4 mg/L的Ba P单独处理,对荻不定根分化初期内源IAA、ZR、DHZR以及i PA影响规律性不显著,荻内源生长素IAA/DHZR高于空白对照CK;1/2MS+0.5mg/L NAA+0.5 mg/L IBA并添加4 mg/L的Ba P协同激素处理,对荻不定根分化初期内源IAA、ZR、DHZR以及i PA影响显著,荻内源生长素IAA的含量显著高于细胞分裂素类,荻内源生长素IAA与细胞分裂素类的比值均高于阳性对照CK+。以上玉米胚芽鞘、DR5::GUS、荻和绦柳不定根分化等生物效应以及荻和绦柳不定根分化早期内源激素水平分析,说明4-BDE可能通过影响植物内源生长素、细胞分裂素水平影响植物的器官的分化和生长。Ba P对植物的影响除了影响内源激素水平外,可能还存在其它机制,仍需进一步研究证实。
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【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X592;Q945

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