持久性有機污染物（POPs）可通過影響作物的遺傳和代謝,進而影響其品質(zhì)。迄今,有關(guān)POPs對作物代謝產(chǎn)物、代謝通路和關(guān)鍵基因表達的影響強度及其內(nèi)在關(guān)系尚不清楚。為此,本文以水稻為模式作物、以2,2’,4,4’-四溴聯(lián)苯醚（BDE-47）為POPs的代表,在研究BDE-47對水稻毒性效應(yīng)的基礎(chǔ)上,試圖揭示BDE-47對作物代謝產(chǎn)物、代謝通路和關(guān)鍵基因表達的影響及關(guān)系,主要結(jié)果如下:（1）不同品種水稻對BDE-47的吸收積累無顯著差異,但其氧化損傷程度因水稻品種而異。BDE-47對水稻根系的氧化損傷更顯著,水培濃度為500μg/L時,耐受性水稻根系的超氧化物歧化酶（SOD）活性增強1.56倍,丙二醛（MDA）含量無顯著差異;敏感性水稻根系SOD活性下降36.9%,MDA增加1.14倍,引發(fā)脂質(zhì)過氧化,導(dǎo)致細胞膜和核膜破裂,DNA損傷嚴(yán)重。（2）BDE-47可顯著影響水稻糖類、氨基酸和有機酸的含量,其擾動強度與水稻品種及土壤中BDE-47濃度有關(guān)。1、10 mg/kg時,敏感性水稻相關(guān)代謝物含量上升0.4-2.2倍;50 mg/kg時,D-甘露糖、L-丙氨酸分別減少77%、63%,并抑制莖葉... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

PBDEs化學(xué)結(jié)構(gòu)

自1979年在美國新澤西州和阿肯色州的土壤和污泥中首次檢測到PBDEs以來[8],關(guān)于各種環(huán)境介質(zhì)中檢出PBDEs的報道不斷出現(xiàn)[6,9]。2009年5月,斯德哥爾摩公約第四次締約方大會將四溴(tetra-BDEs)、五溴(penta-BDEs)、六溴(hexa-BDEs)和七溴(hepta-BDEs)聯(lián)苯醚正式增列為POPs。迄今,人體脂肪、血清和乳汁中均檢出PBDEs[10-12],其中2,2",4,4"-四溴聯(lián)苯醚(BDE-47)含量最高。BDE-47化學(xué)結(jié)構(gòu)對稱,具有高親脂性和難降解性,易被吸收和代謝,因此在生物體內(nèi)的富集能力最強,毒性最高,其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。1.2 環(huán)境PBDEs污染

土壤-植物系統(tǒng)是連接有機界與無機界的橋梁,在地球生態(tài)系統(tǒng)和人類健康方面扮演重要角色[55]。土壤中有機污染物進入植物體的途徑主要有兩種:(1)根系吸收:先從土壤固相解吸進入土壤氣相或溶液,然后被植物根系吸收進而轉(zhuǎn)運至地上部分,或在木質(zhì)部中隨蒸騰流發(fā)生莖葉傳輸,最后在脂肪組分中富集積累,隨植物生長發(fā)育最終進入食物鏈[62];(2)莖葉吸收:具有揮發(fā)性的POPs先揮發(fā)至大氣中,再以氣態(tài)形式通過氣孔進入植物體,或干濕沉降至葉片上。研究發(fā)現(xiàn),PBDEs在植物中的吸收、轉(zhuǎn)運和積累主要依靠上述兩種方式(圖1-3)。Deng等[67]發(fā)現(xiàn),PBDEs可在蘆葦、紙莎草、白樺、芋頭、紫菜、菖蒲和水稻等7種水生植物體內(nèi)發(fā)生吸收轉(zhuǎn)化,吸收量與植物種類及根系脂肪含量有關(guān)。其中,水稻對PBDEs的吸收能力最強,吸收率可達15%。Yang等[68]研究了BDE-3對白蘿卜可食部分的暴露影響,發(fā)現(xiàn)BDE-3可從根部傳輸?shù)降厣喜糠?各部位的濃度分布為須根>外皮>主根>葉。此外,為了使研究更加貼合實際,也有學(xué)者采集了電子垃圾拆解地附近的水稻土,探究了高濃度污染狀況下PBDEs對水稻生長的影響[69]。結(jié)果表明,添加了20%污染土的實驗組水稻均呈現(xiàn)萎蔫和葉片枯黃狀態(tài),并在水稻的根、莖、葉組織中檢測到包括BDE-28,-47,-99,-153,-154,-183和-209等在內(nèi)的多種同系物,且大部分集中在根部。She等[70]測定了華南地區(qū)電子垃圾拆解地土壤和水稻中PBDEs濃度,發(fā)現(xiàn)水稻植株中PBDEs總濃度為1.81 ng/g dw,其中BDE-47和BDE-209占總濃度的60%。

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