邻苯二甲酸二正丁酯对小白菜生长胁迫及氧化损伤的影响

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邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs),俗称酞酸酯,是一类常用于塑料制品作为增塑剂使用的有毒化学物质,其中邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)是生活中应用广泛且具有代表性的一种酞酸酯。因DBP具有挥发和分解的特点,容易释放到土壤环境中,尤其是在农膜使用量大的设施农业。DBP还会通过人体皮肤、呼吸作用以及食物链传播等途径对人类健康造成威胁;小白菜作为广泛种植及食用的设施蔬菜作物,易从土壤环境中吸收DBP进而影响蔬菜品质,还会通过食物链危害人体健康。然而,目前DBP对小白菜的毒性效应尚不清楚。本研究以四季青小白菜(Brassica campestris L.)为试验材料,通过室内盆栽试验探究了DBP对小白菜幼苗的生长、生理生化及分子指标的影响,从个体、细胞和分子水平全面评估了DBP对小白菜的毒性效应。主要研究结果总结如下:(1)研究了不同浓度DBP对小白菜生长指标的影响。发芽率、株高、根长、生长量随DBP染毒浓度的升高,呈现明显的下降趋势。发芽率由89.67%降为78.83%;生物量、叶面积随DBP浓度升高呈现降低趋势;生长量随DBP的浓度增加而降低,在第24天最为明显,由对照组的14.27 mm~2降至200 mg/kg组的8.84 mm~2,生长量随时间呈现下降趋势。(2)探讨了不同浓度DBP对小白菜光合作用及积累性物质含量的影响。植物色素叶绿素a、b及类胡萝卜素的浓度均受到DBP浓度的影响,随着DBP浓度增大,色素含量减少。体内的两种积累性物质可溶性糖(TSS)和总蛋白(TP)也被显著影响,TSS含量与DBP浓度呈负相关,并呈现显著的剂量-效应关系;TP含量也受DBP浓度影响有所下降。(3)阐明了不同浓度DBP对小白菜活性氧(ROS)水平及抗氧化酶系、脯氨酸含量的影响。过氧化氢(H2O2)含量和DBP浓度呈正相关关系,超氧阴离子(·O2-)含量随着DBP浓度增加也呈现上升趋势。H2O2和·O2-的增加表明ROS受到DBP影响有所上升,小白菜体内细胞受到损伤,生长发育受到影响。SOD、POD是典型的抗氧化酶,SOD酶活性随时间呈现先增加后降低的趋势,200 mg/kg暴露浓度下酶活性最大,POD酶活性表现与SOD酶类似;脯氨酸含量变化与DBP浓度呈正相关,并且呈现显著的剂量-效应关系。(4)明确了不同浓度DBP对小白菜基因表达水平的影响。通过植物的综合生物标志物响应指数法分析筛选出生化层面的敏感指标,对第24天sod、pod及cat酶活的基因进行实时荧光定量PCR,分析基因相对表达量:与对照组对比,2、20、200 mg/kg浓度下的表达量均低于对照组,且随浓度增加表达量降低。尤其是在中高浓度(20、200 mg/kg)组,表达量降低的更为显著。本研究从个体,生理生化到分子水平上探究其毒性效应,为实际生产中农膜覆盖对蔬菜作物的生长影响提供参考,具有研究意义。
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