【摘要】：持久性有機(jī)污染物(persistent organic pollutants,POPs)是人工合成的有機(jī)污染物,其污染水平、遷移轉(zhuǎn)化、毒理和降解等研究已經(jīng)引起了國內(nèi)外高度重視,中國作為POPs公約締約國正面臨POPs的挑戰(zhàn)。4-溴聯(lián)苯醚(4-brominated biphenyl ether,4-BDE)是一種低溴代聯(lián)苯醚,廣泛存在于環(huán)境的大氣、水體、底泥和水生生物等介質(zhì),具有比高溴代聯(lián)苯醚更高的生物富集性、水溶性及揮發(fā)性等特性。4-BDE是一溴代聯(lián)苯醚的代表物,僅含有一個溴原子的芳香族化合物也是一種全球性污染物。苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,Ba P)是一類具有富集性、高毒性及揮發(fā)性的典型五環(huán)的多環(huán)芳烴,并是多環(huán)芳烴中毒性最強(qiáng)的,被認(rèn)為是癌癥的主要影響因子。4-BDE和Ba P都是一種在環(huán)境中廣泛存在的POPs,可通過食物鏈富集、濃縮,可對人類和生態(tài)環(huán)境存在潛在危害。植物修復(fù)可以最大限度地降低對環(huán)境的破壞,是生物修復(fù)的重要方面,已成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。在植物修復(fù)研究中植物對污染物暴露的生物響應(yīng)是研究植物修復(fù)機(jī)制的前提和基礎(chǔ),但目前國內(nèi)外尚少系統(tǒng)報道。本論文以常見植物玉米、擬南芥、荻和絳柳等植物為靶試植物,研究了7種POPs暴露下對玉米和擬南芥生長相關(guān)響應(yīng)及機(jī)制,以及4-BDE和Ba P暴露條件下對荻和絳柳生長發(fā)育相關(guān)的應(yīng)答響應(yīng)及修復(fù)機(jī)制。主要的研究結(jié)果如下:(1)玉米胚芽鞘伸長試驗結(jié)果表明,在設(shè)計的暴露劑量范圍0 mg/L-20 mg/L內(nèi),生長劑量曲線呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,低劑量暴露可促進(jìn)生長,高劑量抑制生長,污染物aroclor1254、PCB 126、PCB 28、BDE-209和Ba P可明顯促進(jìn)胚芽鞘伸長生長,aroclor1242和4-BDE對胚芽鞘伸長沒有明顯影響。(2)擬南芥DR5::GUS報告基因?qū)ξ廴疚锉┞兜膽?yīng)答分析結(jié)果表明,在設(shè)計的暴露劑量范圍0 mg/L-0.2 mg/L內(nèi),污染物aroclor1254、aroclor1242、PCB 28和BDE-209可誘導(dǎo)擬南芥DR5::GUS基因表達(dá),PCB 126、4-BDE和Ba P不能誘導(dǎo)DR5::GUS基因表達(dá)。(3)不同濃度的4-BDE暴露對荻和絳柳組培苗生長發(fā)育影響的研究結(jié)果表明,在設(shè)計的暴露劑量范圍內(nèi),4-BDE單獨(dú)和協(xié)同激素暴露可影響荻和絳柳生長發(fā)育。3mg/L的4-BDE暴露下可縮短荻不定根不會分化時間、促進(jìn)荻生物量的增加,4-BDE協(xié)同激素暴露的影響效應(yīng)較高于4-BDE單獨(dú)暴露。4-BDE單獨(dú)暴露下可延長絳柳不定根的分化時間,促進(jìn)生物量的增加,4-BDE協(xié)同激素暴露可明顯抑制絳柳不定根的分化,對莖葉生物量的影響與陽性對照CK+相似。(4)不同濃度的Ba P暴露對荻和絳柳組培苗生長發(fā)育影響的研究結(jié)果表明,在設(shè)計的暴露劑量范圍內(nèi),Ba P暴露可影響荻和絳柳的生長發(fā)育。4 mg/L的Ba P暴露可明顯縮短荻不定根分化時間,Ba P協(xié)同激素處理可促進(jìn)荻生物量的增加,Ba P單獨(dú)暴露下荻不定根生物量與陽性對照CK+相似,可促進(jìn)荻莖葉生物量的增加。4 mg/L的Ba P單獨(dú)暴露下可縮短絳柳不定根的分化時間、促進(jìn)絳柳不定根分化數(shù)量和不定根生物量的增加,絳柳莖葉生物量與陽性對照CK+相似,Ba P協(xié)同激素暴露下可抑制絳柳不定根的分化,絳柳莖葉生物量與陽性對照CK+相似。(5)污染物4-BDE和Ba P暴露可以影響荻不定根分化前期的植物內(nèi)源生長素IAA和細(xì)胞分裂素類(ZR、DHZR、i PA)水平。1/2MS添加3mg/L的4-BDE單獨(dú)處理對荻不定根分化初期內(nèi)源IAA、ZR、DHZR以及i PA的含量影響顯著,荻內(nèi)源生長素IAA與細(xì)胞分裂素類的比值IAA/ZR和IAA/DHZR高于空白對照CK;1/2MS+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L IBA并添加3mg/L的4-BDE協(xié)同激素處理,對荻不定根分化初期內(nèi)源IAA、ZR、DHZR以及i PA影響顯著,荻生長素與細(xì)胞分裂素比值與陽性對照CK+一致。1/2MS添加4 mg/L的Ba P單獨(dú)處理,對荻不定根分化初期內(nèi)源IAA、ZR、DHZR以及i PA影響規(guī)律性不顯著,荻內(nèi)源生長素IAA/DHZR高于空白對照CK;1/2MS+0.5mg/L NAA+0.5 mg/L IBA并添加4 mg/L的Ba P協(xié)同激素處理,對荻不定根分化初期內(nèi)源IAA、ZR、DHZR以及i PA影響顯著,荻內(nèi)源生長素IAA的含量顯著高于細(xì)胞分裂素類,荻內(nèi)源生長素IAA與細(xì)胞分裂素類的比值均高于陽性對照CK+。以上玉米胚芽鞘、DR5::GUS、荻和絳柳不定根分化等生物效應(yīng)以及荻和絳柳不定根分化早期內(nèi)源激素水平分析,說明4-BDE可能通過影響植物內(nèi)源生長素、細(xì)胞分裂素水平影響植物的器官的分化和生長。Ba P對植物的影響除了影響內(nèi)源激素水平外,可能還存在其它機(jī)制,仍需進(jìn)一步研究證實(shí)。
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【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X592;Q945

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本文編號：2275552