2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）对水稻代谢及关键基因表达的影响
发布时间：2022-01-11 17:37
持久性有机污染物（POPs）可通过影响作物的遗传和代谢,进而影响其品质。迄今,有关POPs对作物代谢产物、代谢通路和关键基因表达的影响强度及其内在关系尚不清楚。为此,本文以水稻为模式作物、以2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）为POPs的代表,在研究BDE-47对水稻毒性效应的基础上,试图揭示BDE-47对作物代谢产物、代谢通路和关键基因表达的影响及关系,主要结果如下:（1）不同品种水稻对BDE-47的吸收积累无显著差异,但其氧化损伤程度因水稻品种而异。BDE-47对水稻根系的氧化损伤更显著,水培浓度为500μg/L时,耐受性水稻根系的超氧化物歧化酶（SOD）活性增强1.56倍,丙二醛（MDA）含量无显著差异;敏感性水稻根系SOD活性下降36.9%,MDA增加1.14倍,引发脂质过氧化,导致细胞膜和核膜破裂,DNA损伤严重。（2）BDE-47可显著影响水稻糖类、氨基酸和有机酸的含量,其扰动强度与水稻品种及土壤中BDE-47浓度有关。1、10 mg/kg时,敏感性水稻相关代谢物含量上升0.4-2.2倍;50 mg/kg时,D-甘露糖、L-丙氨酸分别减少77%、63%,并抑制茎叶...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PBDEs化学结构
自1979年在美国新泽西州和阿肯色州的土壤和污泥中首次检测到PBDEs以来[8],关于各种环境介质中检出PBDEs的报道不断出现[6,9]。2009年5月,斯德哥尔摩公约第四次缔约方大会将四溴(tetra-BDEs)、五溴(penta-BDEs)、六溴(hexa-BDEs)和七溴(hepta-BDEs)联苯醚正式增列为POPs。迄今,人体脂肪、血清和乳汁中均检出PBDEs[10-12],其中2,2",4,4"-四溴联苯醚(BDE-47)含量最高。BDE-47化学结构对称,具有高亲脂性和难降解性,易被吸收和代谢,因此在生物体内的富集能力最强,毒性最高,其化学结构如图1-2所示。1.2 环境PBDEs污染
土壤-植物系统是连接有机界与无机界的桥梁,在地球生态系统和人类健康方面扮演重要角色[55]。土壤中有机污染物进入植物体的途径主要有两种:(1)根系吸收:先从土壤固相解吸进入土壤气相或溶液,然后被植物根系吸收进而转运至地上部分,或在木质部中随蒸腾流发生茎叶传输,最后在脂肪组分中富集积累,随植物生长发育最终进入食物链[62];(2)茎叶吸收:具有挥发性的POPs先挥发至大气中,再以气态形式通过气孔进入植物体,或干湿沉降至叶片上。研究发现,PBDEs在植物中的吸收、转运和积累主要依靠上述两种方式(图1-3)。Deng等[67]发现,PBDEs可在芦苇、纸莎草、白桦、芋头、紫菜、菖蒲和水稻等7种水生植物体内发生吸收转化,吸收量与植物种类及根系脂肪含量有关。其中,水稻对PBDEs的吸收能力最强,吸收率可达15%。Yang等[68]研究了BDE-3对白萝卜可食部分的暴露影响,发现BDE-3可从根部传输到地上部分,各部位的浓度分布为须根>外皮>主根>叶。此外,为了使研究更加贴合实际,也有学者采集了电子垃圾拆解地附近的水稻土,探究了高浓度污染状况下PBDEs对水稻生长的影响[69]。结果表明,添加了20%污染土的实验组水稻均呈现萎蔫和叶片枯黄状态,并在水稻的根、茎、叶组织中检测到包括BDE-28,-47,-99,-153,-154,-183和-209等在内的多种同系物,且大部分集中在根部。She等[70]测定了华南地区电子垃圾拆解地土壤和水稻中PBDEs浓度,发现水稻植株中PBDEs总浓度为1.81 ng/g dw,其中BDE-47和BDE-209占总浓度的60%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Biological significance of RNA-seq and single-cell genomic research in woody plants[J]. Wei Tang,Anna Y.Tang. Journal of Forestry Research. 2019(05)
[2]Monitoring gas-and particulate-phase short-chain polychlorinated paraffins in the urban air of Dalian by a self-developed passive sampler[J]. Yifan Wang,Xiuhua Zhu,Yuan Gao,Hao Bai,Pengyuan Wang,Jiping Chen,Heping Yuan,Longxing Wang,Xiaoxiao Li,Wei Wang. Journal of Environmental Sciences. 2019(06)
[3]Exogenous application of succinic acid enhances tolerance of Larix olgensis seedling to lead stress[J]. Jinfeng Song,Hongguang Zhang,Chengwei Duan,Xiaoyang Cui. Journal of Forestry Research. 2018(06)
[4]多溴联苯醚污染现状研究进展[J]. 王赛赛,宋怿,韩刚,孟娣. 中国农学通报. 2017(20)
[5]5种多溴联苯醚同系物对海洋饵料藻（亚心型扁藻和盐生杜氏藻）的急性毒性[J]. 胡恒,于腾,孟范平,杜秀萍,李祥蕾. 海洋环境科学. 2015(05)
[6]土壤-植物系统中多溴联苯醚（PBDEs）的迁移与转化研究进展[J]. 王森,黄红林,张淑贞. 环境化学. 2014(10)
[7]多溴联苯醚在环境中迁移转化的研究进展[J]. 张娴,高亚杰,颜昌宙. 生态环境学报. 2009(02)
[8]多溴联苯醚环境行为的特征与研究进展[J]. 任金亮,王平. 化工进展. 2006(10)
[9]多溴联苯醚及其环境问题[J]. 刘汉霞,张庆华,江桂斌,蔡宗苇. 化学进展. 2005(03)
[10]低浓度蒽对两种海洋微藻生长的兴奋效应[J]. 王悠,唐学玺,李永祺,刘泳. 应用生态学报. 2002(03)
本文编号：3583182
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PBDEs化学结构
自1979年在美国新泽西州和阿肯色州的土壤和污泥中首次检测到PBDEs以来[8],关于各种环境介质中检出PBDEs的报道不断出现[6,9]。2009年5月,斯德哥尔摩公约第四次缔约方大会将四溴(tetra-BDEs)、五溴(penta-BDEs)、六溴(hexa-BDEs)和七溴(hepta-BDEs)联苯醚正式增列为POPs。迄今,人体脂肪、血清和乳汁中均检出PBDEs[10-12],其中2,2",4,4"-四溴联苯醚(BDE-47)含量最高。BDE-47化学结构对称,具有高亲脂性和难降解性,易被吸收和代谢,因此在生物体内的富集能力最强,毒性最高,其化学结构如图1-2所示。1.2 环境PBDEs污染
土壤-植物系统是连接有机界与无机界的桥梁,在地球生态系统和人类健康方面扮演重要角色[55]。土壤中有机污染物进入植物体的途径主要有两种:(1)根系吸收:先从土壤固相解吸进入土壤气相或溶液,然后被植物根系吸收进而转运至地上部分,或在木质部中随蒸腾流发生茎叶传输,最后在脂肪组分中富集积累,随植物生长发育最终进入食物链[62];(2)茎叶吸收:具有挥发性的POPs先挥发至大气中,再以气态形式通过气孔进入植物体,或干湿沉降至叶片上。研究发现,PBDEs在植物中的吸收、转运和积累主要依靠上述两种方式(图1-3)。Deng等[67]发现,PBDEs可在芦苇、纸莎草、白桦、芋头、紫菜、菖蒲和水稻等7种水生植物体内发生吸收转化,吸收量与植物种类及根系脂肪含量有关。其中,水稻对PBDEs的吸收能力最强,吸收率可达15%。Yang等[68]研究了BDE-3对白萝卜可食部分的暴露影响,发现BDE-3可从根部传输到地上部分,各部位的浓度分布为须根>外皮>主根>叶。此外,为了使研究更加贴合实际,也有学者采集了电子垃圾拆解地附近的水稻土,探究了高浓度污染状况下PBDEs对水稻生长的影响[69]。结果表明,添加了20%污染土的实验组水稻均呈现萎蔫和叶片枯黄状态,并在水稻的根、茎、叶组织中检测到包括BDE-28,-47,-99,-153,-154,-183和-209等在内的多种同系物,且大部分集中在根部。She等[70]测定了华南地区电子垃圾拆解地土壤和水稻中PBDEs浓度,发现水稻植株中PBDEs总浓度为1.81 ng/g dw,其中BDE-47和BDE-209占总浓度的60%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Biological significance of RNA-seq and single-cell genomic research in woody plants[J]. Wei Tang,Anna Y.Tang. Journal of Forestry Research. 2019(05)
[2]Monitoring gas-and particulate-phase short-chain polychlorinated paraffins in the urban air of Dalian by a self-developed passive sampler[J]. Yifan Wang,Xiuhua Zhu,Yuan Gao,Hao Bai,Pengyuan Wang,Jiping Chen,Heping Yuan,Longxing Wang,Xiaoxiao Li,Wei Wang. Journal of Environmental Sciences. 2019(06)
[3]Exogenous application of succinic acid enhances tolerance of Larix olgensis seedling to lead stress[J]. Jinfeng Song,Hongguang Zhang,Chengwei Duan,Xiaoyang Cui. Journal of Forestry Research. 2018(06)
[4]多溴联苯醚污染现状研究进展[J]. 王赛赛,宋怿,韩刚,孟娣. 中国农学通报. 2017(20)
[5]5种多溴联苯醚同系物对海洋饵料藻（亚心型扁藻和盐生杜氏藻）的急性毒性[J]. 胡恒,于腾,孟范平,杜秀萍,李祥蕾. 海洋环境科学. 2015(05)
[6]土壤-植物系统中多溴联苯醚（PBDEs）的迁移与转化研究进展[J]. 王森,黄红林,张淑贞. 环境化学. 2014(10)
[7]多溴联苯醚在环境中迁移转化的研究进展[J]. 张娴,高亚杰,颜昌宙. 生态环境学报. 2009(02)
[8]多溴联苯醚环境行为的特征与研究进展[J]. 任金亮,王平. 化工进展. 2006(10)
[9]多溴联苯醚及其环境问题[J]. 刘汉霞,张庆华,江桂斌,蔡宗苇. 化学进展. 2005(03)
[10]低浓度蒽对两种海洋微藻生长的兴奋效应[J]. 王悠,唐学玺,李永祺,刘泳. 应用生态学报. 2002(03)
本文编号：3583182
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