全氟辛酸对拟南芥毒性作用的分析

发布时间：2020-07-17 20:07

【摘要】：全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)作为持久性环境污染物,其暴露引发的毒性是当前的研究的热点。之前的研究表明,PFOA会在生物体内进行富集,植物体内高浓度的PFOA会造成严重的生长发育毒害,但其毒性作用机制目前尚不清楚。因此,本研究通过转录组数据分析和相关指标的测定,对PFOA造成的拟南芥毒性效应和毒性机制进行了分析。PFOA对拟南芥造成的毒害作用主要表现在:植株叶片和根部鲜重积累量减少,侧根数减少及叶片中叶绿素含量减少。由于PFOA被拟南芥吸收以后主要被转运到叶片,所以PFOA对拟南芥叶片造成的毒害明显强于根部。拟南芥吸收、转运PFOA都需要一个主动的跨膜转运蛋白。通过转录组数据分析发现,拟南芥根部和叶片中都有药物跨膜转运蛋白、主动跨膜转运蛋白、离子跨膜转运蛋白相关基因转录的上调,其中有12个基因是重叠基因。这些重叠基因可能与PFOA从根部到叶片的转运有关。拟南芥体内PFOA的积累引发了缺铁响应基因的剧烈响应,而同期PFOA处理的拟南芥叶片和根部的铁含量与对照组相比没有明显变化,表明PFOA引发的拟南芥缺铁基因的响应与铁元素的含量无关。拟南芥根部铁吸收基因的上调,促进了根部对铁元素的吸收,而根部铁转运基因的下调,可能抑制了铁从根部向叶片的转运,导致拟南芥吸收的铁主要被存储在根部。此外,PFOA作用还引发了拟南芥体内氧化还原基因的响应,且叶片强于根部。通过活性氧转录组数据分析发现,谷胱甘肽硫转移酶、尿苷二磷酸糖基转移酶的转录丰度大量增加,这两类蛋白在拟南芥有机物质的解毒方面发挥着重要作用。为了分析拟南芥体内的氧化还原状态,我们对拟南芥体内的抗氧化指标进行测定,发现,PFOA作用下,拟南芥体内谷胱甘肽含量和谷胱甘肽还原酶的活性都发生了增加。进一步表明,PFOA对拟南芥造成了氧化胁迫。因此,本研究不仅揭示了不同浓度PFOA对拟南芥的毒性效应,而且还为PFOA毒性作用机制在分子水平上的研究提供了新思路。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943.2
【图文】：

化学结构,绪论

第一章绪论第一章绪论简介酸（Perfluorooctanoic acid，PFOA）是环境中存在的最一，是多种全氟和多氟化合物在环境中转化的最终产物均被C-F键所代替（图1），极性很强，所以具有疏水、。C-F键是有机化合物中最稳定的共价键之一，具有很有很强的化学稳定性和热稳定性。另外，PFOA结构中成的三对孤电子对，形成了一个保护壳，有效地保护了，所以PFOA也具有耐酸碱和强氧化剂的特性[1-4]。

拟南芥,生长量,叶绿素含量测定,浓度效应

少量已达 58.36%；200μM 时，植株仅发生了微量的生长。通过进一步分析发现，拟南芥鲜重的减少量随着 PFOA 的浓度增加而增加，呈明显正相关关系（图 3.1b）。随后取地上部进行叶绿素含量测定，测定结果显示，叶绿素的含量与 PFOA的浓度呈明显的负相关关系，尤其是在 PFOA 浓度为 200μM 时，检测不到叶绿素（图 3.1c）。综上数据表明，PFOA 对拟南芥生长的抑制具有浓度效应。

拟南芥

合肥工业大学硕士研究生学位论文绿色植物在种子萌发后通常通过光合作用来合成自身所需的营养物质以供自身生长。叶绿素作为光合作用的中的主要色素，在植物光合作用的光吸收中起核心作用。PFOA 作用下，拟南芥叶片中叶绿素的含量发生了减少，且与植株生物积累量的减少呈一定的正相关关系。表明，PFOA 很有可能作用于拟南芥的绿色组织而导致植物毒害，但我们不排除 PFOA 由其他方式引起的植物毒害。虽然通过平板点种发现 PFOA 对拟南芥根部生长有抑制，但这种实验方式不便于分析。因此，本实验采用移苗的方式对 PFOA 造成的拟南芥生长发育影响进行了进一步的观察。

【参考文献】