小麦叶片响应多环芳烃（菲）积累的生物学机制及其调控研究
发布时间：2021-04-10 09:36
随着煤、石油等化石燃料在工农业生产、交通运输和日常生活中的大量使用,副产物——多环芳烃（PAHs）已成为世界各国重点关注的一类环境有机污染物。尽管PAHs的环境行为和生物效应已有颇多研究,然而植物叶片对累积PAHs的响应及其机制尚未明晰。本研究以农业经济作物——小麦为实验材料,菲作为PAHs模式化合物,通过研究经根系吸收在小麦叶片中积累的菲暴露下叶片形态及结构特征的响应,并采用植物生理学、植物生物化学、植物分子生物学、蛋白质组学、生物信息学等相关技术手段阐明小麦叶片应对PAHs积累的生理生化机制,并进一步解析叶绿体在PAHs暴露下的生长、发育及其相关代谢途径变化的规律和生物学机理。试验获得主要结果如下:1、在1.0和0.5 mg L-1菲处理的第7 d和第9 d,小麦叶片基部会出现失绿现象。叶绿素合成主要前体物的检测表明,随着菲处理时间的延长,谷氨酸、5-氨基乙酰丙酸、尿卟啉原Ⅱ、原卟淋Ⅸ、Mg-原卟啉Ⅸ和原叶绿素酯含量升高,同时胆色素原和叶绿素b的含量呈现下降趋势,叶绿素a含量则先增加后减少。另外,尿卟啉原Ⅲ合成酶和叶绿素降解酶的活性在整个试验期间是增强的,而胆色素原脱氨酶活性表现出...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１全球ＰＡＨｓ排放分布图（Ｗａｎｇ以ａ／．，２０１３）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｐａｔｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｏｔａｌ?ＰＡＨ?ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ?ｇｌｏｂａｌｌｙ?ｉｎ?２００７?（Ｗａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）??
ｔｉｌｉｓｅｄ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ??ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ?ｔｏ?ｌｅａｆ?ｓｏｉｌ?ｓｘｕｆａｃｅ??ｓｕｒ＆ｃｅｓ?ｖｉａ?／??ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ?／?｜??ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?１?—?＾?Ｉ?????〇?Ｄｅｓｏｚｐｔｘｏｎ?ｏｆ?ＰＡＨｓ?ｆｒｏｍ?？????ｓｏｉｌ?ｉｂＤｏＷ?ｂｙ?ｒｏｏｔ?ｕｐｔａｋｅ?ｉ〇?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＡＨｓ?ｔｏ?ｔｈ？??ｆｉｏｍｓｏａ?ｓｏｌｕｂｏｎ?ｌｏｏｔ?．ｕＡｃｅｓ???图１－４?ＰＡＨＳ在维管植物上的原位暴露途径示意图??Ｆｉｇ．?１－４?ＰＡＨ?ｅｘｐｏｓｕｒｅ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｆｏｒ?ｉｎ?ｓｉｔｕ?ｖａｓｃｕｌａｒ?ｐｌａｎｔｓ．??１．３?ＰＡＨｓ对植物的毒性效应及机制??ＰＡＨｓ作为一种环境外源污染物，同时ＰＡＨｓ具有很强的亲脂性，在水环境中更??易于进入生物体脂肪中，并通过食物链传递并逐级放大（Ｃｈｅｎｅｔａｌ．，２００７；王德庆２０１３），??最终威胁人类健康。ＰＡＨｓ进入哺乳动物细胞后经代谢等过程生成高毒性代谢产物，??对ＤＮＡ、蛋白质和脂质等生物大分子造成不可逆损伤，从而产生细胞毒性、免疫毒??性、致癌性、致崎性、致突变和遗传毒性等多种毒性反应（安社娟等，２００５；?Ｚｅｎｇｅ／??ａ／”?２０１７）。??由于植物组织的特殊性质，其坏死（癌变）组织不会迁移和对其它部位的组织造??成伤害（杨江科等，２００１；李明福等，２００５）。所以植物对于ＰＡＨｓ污染后的前期??或者轻微伤害并不会产生明显的变化特征，只有在后期或者严重污染下才会发生致死??或者显著的毒性病变。ＰＡＨｓ对植物的影响可以按照
?小麦叶片响应多环芳烃（菲）积累的生物学机制及其调控研究???小安水培???ｉ???小麦叶片颜色变化及苒机理??■?Ｉ￣￣￣?ｒ?１?■?■?ｉ?；ｉ?ｉ??ｎ｜－￡?｜?叶绿素?叶绿素合成前?｜卟绿素代谢相?叶片含??变化?含Ｓ变化?体物含量变化?关幣活性变化?水￥变化?丨??１?｜?Ｉ?｜?￣￣￣１???Ｉ???Ｊ???小麦叶片抗Ｋ化系统的响应?菲积累下小安叶绿体变化及蛋ｄ质组学研宄??ｔｉｌ?ｍ?２??ｒ－?％?一策?绿?休?ｆｔ??ｆ?胞Ｂ｜－?ｆｆｉ?＾?发試?体?银?态ｉｔ??Ｓ?构?ｋ?ｅｇ?＊?物?１１?丨?ｊ?ｆ?ｗ？??１?Ｐ?％?＃?ｉ?｜?ｍ??Ｉｐ?％?ｉ??定铽＾?析??Ｌ：＿＿＿Ｉ?ｌＬ＼??［?????ｊ??￣?１?／??类胡萝卜Ｋ－？解小麦叶片菲毒ｆｔ的验证??ｉ?Ｉ?＇?；?１?Ｉ??卟片形态＇生物?叶片叶绿素?｜叶片中超《；化物歧化胳?叶片氨基酸??＆和根Ｋ的变化?含＊的变化?和膜脂过氧化物的变化?含＊的变化??１?Ｉ?Ｉ??１???１??小麦叶片响应多环芳烃（＿￥）积累的生物学机制及其调控??图１－５技术路线图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｕｄｙ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京通州某改造区土壤中DDTs和HCHs的地球化学特征及风险评价[J]. 安永龙,黄勇,孙朝,邓凯文,李迪,黄丹. 现代地质. 2017(03)
[2]设施栽培对土壤与蔬菜中PAHs污染特征及其健康风险评价[J]. 金晓佩,贾晋璞,毕春娟,王薛平,郭雪,陈振楼,仇新莲. 环境科学. 2017(09)
[3]芘在土壤不同粒径组分中的形态分布[J]. 聂婧,秦莉,凌婉婷,康福星,高彦征. 中国环境科学. 2015(09)
[4]三叶鬼针草根系分泌物对井栏边草配子体生长和发育的影响[J]. 刘颖,沈羽,张开梅,方炎明,杨静. 西北农业学报. 2015(07)
[5]表没食子儿茶素没食子酸酯对四氯苯醌细胞毒性的保护作用[J]. 单国强,叶敏强,祝凌燕. 生态毒理学报. 2014(03)
[6]Pollution characteristics of ambient PM2.5-bound PAHs and NPAHs in a typical winter time period in Taiyuan[J]. Rui-Jin Li,Xiao-Jing Kou,Hong Geng,Chuan Dong,Zong-Wei Cai. Chinese Chemical Letters. 2014(05)
[7]小麦根系吸收萘、菲、芘的动力学特征[J]. 易修,袁嘉韩,顾锁娣,占新华,周立祥,徐仁扣. 环境科学学报. 2013(04)
[8]一株来自大西洋表层海水的烷烃降解菌Gordonia sp. S14-10的分离鉴定及其降解相关特性的分析[J]. 王丽萍,刘昱慧,邵宗泽. 微生物学报. 2009(12)
[9]PAHs在我国土壤中的污染现状及其研究进展[J]. 姜永海,韦尚正,席北斗,张化永,李红江. 生态环境学报. 2009(03)
[10]珠江三角洲一些菜地土壤中多环芳烃的含量及来源[J]. 马骁轩,冉勇,邢宝山,陈来国. 环境科学学报. 2007(10)
博士论文
[1]3-吲哚乙酸对植物根际修复多环芳烃污染土壤的影响及机理[D]. 李伟明.南京农业大学 2015
[2]太湖鱼体中PAHs和OCPs的暴露水平、分布特征和人体健康风险评估[D]. 王德庆.上海大学 2013
[3]典型有机污染物在植物角质层上的吸附行为与跨膜过程[D]. 李云桂.浙江大学 2011
硕士论文
[1]渐尖毛蕨对铜锌复合胁迫的生理响应[D]. 沈羽.南京林业大学 2014
本文编号：3129405
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１全球ＰＡＨｓ排放分布图（Ｗａｎｇ以ａ／．，２０１３）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｐａｔｉａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｏｔａｌ?ＰＡＨ?ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ?ｇｌｏｂａｌｌｙ?ｉｎ?２００７?（Ｗａｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）??
ｔｉｌｉｓｅｄ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ??ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ?ｔｏ?ｌｅａｆ?ｓｏｉｌ?ｓｘｕｆａｃｅ??ｓｕｒ＆ｃｅｓ?ｖｉａ?／??ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ?／?｜??ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓ?１?—?＾?Ｉ?????〇?Ｄｅｓｏｚｐｔｘｏｎ?ｏｆ?ＰＡＨｓ?ｆｒｏｍ?？????ｓｏｉｌ?ｉｂＤｏＷ?ｂｙ?ｒｏｏｔ?ｕｐｔａｋｅ?ｉ〇?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＡＨｓ?ｔｏ?ｔｈ？??ｆｉｏｍｓｏａ?ｓｏｌｕｂｏｎ?ｌｏｏｔ?．ｕＡｃｅｓ???图１－４?ＰＡＨＳ在维管植物上的原位暴露途径示意图??Ｆｉｇ．?１－４?ＰＡＨ?ｅｘｐｏｓｕｒｅ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｆｏｒ?ｉｎ?ｓｉｔｕ?ｖａｓｃｕｌａｒ?ｐｌａｎｔｓ．??１．３?ＰＡＨｓ对植物的毒性效应及机制??ＰＡＨｓ作为一种环境外源污染物，同时ＰＡＨｓ具有很强的亲脂性，在水环境中更??易于进入生物体脂肪中，并通过食物链传递并逐级放大（Ｃｈｅｎｅｔａｌ．，２００７；王德庆２０１３），??最终威胁人类健康。ＰＡＨｓ进入哺乳动物细胞后经代谢等过程生成高毒性代谢产物，??对ＤＮＡ、蛋白质和脂质等生物大分子造成不可逆损伤，从而产生细胞毒性、免疫毒??性、致癌性、致崎性、致突变和遗传毒性等多种毒性反应（安社娟等，２００５；?Ｚｅｎｇｅ／??ａ／”?２０１７）。??由于植物组织的特殊性质，其坏死（癌变）组织不会迁移和对其它部位的组织造??成伤害（杨江科等，２００１；李明福等，２００５）。所以植物对于ＰＡＨｓ污染后的前期??或者轻微伤害并不会产生明显的变化特征，只有在后期或者严重污染下才会发生致死??或者显著的毒性病变。ＰＡＨｓ对植物的影响可以按照
?小麦叶片响应多环芳烃（菲）积累的生物学机制及其调控研究???小安水培???ｉ???小麦叶片颜色变化及苒机理??■?Ｉ￣￣￣?ｒ?１?■?■?ｉ?；ｉ?ｉ??ｎ｜－￡?｜?叶绿素?叶绿素合成前?｜卟绿素代谢相?叶片含??变化?含Ｓ变化?体物含量变化?关幣活性变化?水￥变化?丨??１?｜?Ｉ?｜?￣￣￣１???Ｉ???Ｊ???小麦叶片抗Ｋ化系统的响应?菲积累下小安叶绿体变化及蛋ｄ质组学研宄??ｔｉｌ?ｍ?２??ｒ－?％?一策?绿?休?ｆｔ??ｆ?胞Ｂ｜－?ｆｆｉ?＾?发試?体?银?态ｉｔ??Ｓ?构?ｋ?ｅｇ?＊?物?１１?丨?ｊ?ｆ?ｗ？??１?Ｐ?％?＃?ｉ?｜?ｍ??Ｉｐ?％?ｉ??定铽＾?析??Ｌ：＿＿＿Ｉ?ｌＬ＼??［?????ｊ??￣?１?／??类胡萝卜Ｋ－？解小麦叶片菲毒ｆｔ的验证??ｉ?Ｉ?＇?；?１?Ｉ??卟片形态＇生物?叶片叶绿素?｜叶片中超《；化物歧化胳?叶片氨基酸??＆和根Ｋ的变化?含＊的变化?和膜脂过氧化物的变化?含＊的变化??１?Ｉ?Ｉ??１???１??小麦叶片响应多环芳烃（＿￥）积累的生物学机制及其调控??图１－５技术路线图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｕｄｙ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]北京通州某改造区土壤中DDTs和HCHs的地球化学特征及风险评价[J]. 安永龙,黄勇,孙朝,邓凯文,李迪,黄丹. 现代地质. 2017(03)
[2]设施栽培对土壤与蔬菜中PAHs污染特征及其健康风险评价[J]. 金晓佩,贾晋璞,毕春娟,王薛平,郭雪,陈振楼,仇新莲. 环境科学. 2017(09)
[3]芘在土壤不同粒径组分中的形态分布[J]. 聂婧,秦莉,凌婉婷,康福星,高彦征. 中国环境科学. 2015(09)
[4]三叶鬼针草根系分泌物对井栏边草配子体生长和发育的影响[J]. 刘颖,沈羽,张开梅,方炎明,杨静. 西北农业学报. 2015(07)
[5]表没食子儿茶素没食子酸酯对四氯苯醌细胞毒性的保护作用[J]. 单国强,叶敏强,祝凌燕. 生态毒理学报. 2014(03)
[6]Pollution characteristics of ambient PM2.5-bound PAHs and NPAHs in a typical winter time period in Taiyuan[J]. Rui-Jin Li,Xiao-Jing Kou,Hong Geng,Chuan Dong,Zong-Wei Cai. Chinese Chemical Letters. 2014(05)
[7]小麦根系吸收萘、菲、芘的动力学特征[J]. 易修,袁嘉韩,顾锁娣,占新华,周立祥,徐仁扣. 环境科学学报. 2013(04)
[8]一株来自大西洋表层海水的烷烃降解菌Gordonia sp. S14-10的分离鉴定及其降解相关特性的分析[J]. 王丽萍,刘昱慧,邵宗泽. 微生物学报. 2009(12)
[9]PAHs在我国土壤中的污染现状及其研究进展[J]. 姜永海,韦尚正,席北斗,张化永,李红江. 生态环境学报. 2009(03)
[10]珠江三角洲一些菜地土壤中多环芳烃的含量及来源[J]. 马骁轩,冉勇,邢宝山,陈来国. 环境科学学报. 2007(10)
博士论文
[1]3-吲哚乙酸对植物根际修复多环芳烃污染土壤的影响及机理[D]. 李伟明.南京农业大学 2015
[2]太湖鱼体中PAHs和OCPs的暴露水平、分布特征和人体健康风险评估[D]. 王德庆.上海大学 2013
[3]典型有机污染物在植物角质层上的吸附行为与跨膜过程[D]. 李云桂.浙江大学 2011
硕士论文
[1]渐尖毛蕨对铜锌复合胁迫的生理响应[D]. 沈羽.南京林业大学 2014
本文编号：3129405
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3129405.html
