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多环芳烃胁迫对植物的生物毒性效应

尹冬雪  
【摘要】:多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的一类持久性有机污染物,因具有致癌、致畸、致突变等毒性效应而受到广泛的关注,严重威胁生物体和人类健康。本文以野生型拟南芥为植物材料,选择环境中普遍存在的四环多环芳烃芘和三环多环芳烃蒽为研究对象,在MS固体培养基培养条件下,研究不同浓度芘和蒽胁迫条件下拟南芥的生长状况、细胞超微结构及其生理响应的变化。主要研究结果如下: 1.芘胁迫下,拟南芥的生长受到抑制。拟南芥个体变小,叶片出现黄化现象。芘胁迫下拟南芥根长呈现低浓度促进生长,高浓度受抑制的现象,根部香毛簇随着芘浓度的增加发生畸变。0.25 mmol·L~(-1)芘胁迫28天后,叶绿素含量显著降低,拟南芥的光合作用过程受到抑制。随芘胁迫浓度的升高,拟南芥叶片中过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化氢酶(APX)的活性显著增强;过氧化氢(CAT)的活性先上升后下降。不同浓度芘胁迫下,拟南芥叶片中H_2O_2的平均含量都高于对照。在亚细胞水平上的观察也证实芘处理的拟南芥叶片中叶绿体的数量相对减少,并出现肿胀现象,叶肉细胞也受到严重损伤,使光合作用受阻。 2.蒽胁迫下,拟南芥的生长也显著受到抑制。拟南芥个体变小,叶片变小且出现黄化现象,根长变短。0.10 mmol·L~(-1)蒽胁迫28天后,叶绿素含量显著降低,拟南芥的光合作用受到抑制。随着蒽胁迫浓度的升高,拟南芥叶片中SOD、CAT和APX活性先上升后下降,在0.05 mmol·L~(-1)时达到最高值,而POD活性在0.10 mmol·L~(-1)时达到最大值。高浓度蒽胁迫下,拟南芥叶片中H_2O_2的平均含量均高于对照,丙二醛(MDA)含量也显著高于对照,膜脂过氧化程度加剧。蒽胁迫下,拟南芥叶片中可溶性糖含量显著下降,拟南芥对蒽的抗逆性较差。


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