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多环芳烃(]PAHs)是环境中广泛存在的一类持久性有机污染物,具有较强的生理和遗传毒性且自然降解率低,对生态系统和人类健康构成持久威胁,是优先控制的一类污染物。鉴于PAHs具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应,研究PAHs的基因毒性就显得十分重要。单纯用PAHs的浓度很难代表其潜在的毒性,如何快速、准确的评价PAHs对植物的基因毒性,建立可靠的评价体系,从而利用植物进行PAHs的原位监测?本研究以PAHs对植物DNA损伤的彗星实验为主,结合抗氧化酶活性,丙二醛含量等相关指标,揭示PAHs对植物的基因毒性以及氧化胁迫。同时探讨影响PAHs基因毒性的可能因素,旨在为土壤PAHs亏染生态毒理指标的建立和完善以及PAHs的早期监测和预警提供理论依据。取得的主要结果如下(1)以蚕豆(Vicia Faba)为对象、菲为PAHs代表物,利用彗星实验,采用水培染毒2 h,研究了PAHs的DNA损伤效应。利用已知的基因毒性试剂甲基磺酸乙酯(EMS)为污染物进行水培2 h染毒,结果确定了Olive尾动量(OTM)为评价DNA损伤的参数(水培条件下)。在细胞彗星实验中蚕豆根尖DNA损伤的程度随菲浓度(0-0.6 mg.L-1)升高而显著增大。最高浓度组(0.6 mg.L-1)OTM值比阴性对照增加了132.63%,存在剂量依赖性,表明菲能诱导蚕豆根尖DNA的损伤。培养液中菲浓度为0.1 mg-L-1时培养蚕豆0-12 h,DNA损伤随时间延长而增大,12 h时OTM值为38.82±4.48；12-24 h,DNA损伤则随时间趋小。为确定菲污染导致DNA损伤的途径,进行了非细胞彗星实验；结果表明,0.05 mg.L-1菲即可造成显著的DNA损伤(OTM值为22.27±0.42),且随菲浓度提高,DNA损伤增大。菲对蚕豆根尖细胞可能存在直接的DNA损伤效应。(2)采用沙培的方法,以菲、芘为PAHs代表,研究了其对植物氧化胁迫、DNA损伤及两者之间的关系。以超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量为指标研究了菲、芘对蚕豆的氧化胁迫；利用彗星实验检测了菲、芘对蚕豆的DNA损伤效应；通过蚕豆幼苗根(使用或不使用抗氧化剂维生素E预处理)暴露于菲、芘研究了DNA损伤与氧化胁迫的关系。结果表明,菲、芘污染能够造成蚕豆SOD、POD、CAT活性提高和MDA含量上升,且MDA含量随菲、芘污染程度的升高而增加；蚕豆根尖细胞DNA损伤也随菲、芘暴露浓度的升高而增大,菲污染条件下尾矩(TM)值从阴性对照的46.41μm增加到50 mg·kg-1处理浓度的122.04 μm,增加了162.96%(P<0.01)。50 mg·kg-1芘暴露下TM值从阴性对照的44.30μm增加到50 mg·kg-1处理浓度的110.361μm,增加了149.21%(P<0.01)；研究同时显示,经过抗氧化剂维生素E(2,4 mg.L-1)预处理,蚕豆的DNA损伤程度减小。菲、芘能对蚕豆产生氧化胁迫,对蚕豆根尖细胞具有DNA损伤效应且菲、芘诱导的DNA损伤与氧化胁迫有关。(3)采用沙培染毒48 h的方法,研究了苊烯、苊、芴、菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[a]芘等8种PAHs在10,30,50 mg·kg-1三个浓度下对蚕豆的DNA损伤效应。结果表明,随着PAHs环数和分子量的增加,PAHs对蚕豆根尖细胞DNA损伤程度减小。通过不同浓度PAHs基因毒性大小(TM值)与环数、分子量、溶解度、辛醇-水分配系数(Kow)等的皮尔逊相关性分析,8种多环芳烃基因毒性大小(TM值)与多环芳烃环数、分子量、logKow均存在极显著的相关性(P<0.01)。