【摘要】：雙酚A(bisphenol A;BPA)作為一種重要的工業(yè)原材料被廣泛使用,其通過(guò)各種途徑進(jìn)入自然環(huán)境,已在全球范圍各類(lèi)環(huán)境介質(zhì)中被檢測(cè)到。由于BPA是一種內(nèi)分泌干擾物,其大量存在于環(huán)境造成潛在的暴露風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)科學(xué)家和公眾關(guān)注到BPA暴露對(duì)植物的影響�？傻玫降男畔@示BPA更傾向積累于植物根部,根生長(zhǎng)抑制是最先顯現(xiàn)也最明顯的BPA植物毒性癥狀。線(xiàn)粒體作為植物根細(xì)胞內(nèi)“能量生產(chǎn)工廠(chǎng)”,為根系生長(zhǎng)提供能量。然而,BPA是否攻擊植物根細(xì)胞線(xiàn)粒體,從而影響根系生長(zhǎng)尚不清楚。從根細(xì)胞線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)與能量生產(chǎn)功能角度探討B(tài)PA影響植物根系生長(zhǎng)的研究,還未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此,本文選擇污染物毒性評(píng)價(jià)常用植物—大豆(Glycine max L.)為實(shí)驗(yàn)試材,調(diào)查了BPA暴露下幼苗期、開(kāi)花結(jié)莢期和鼓粒期大豆植株根系生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化,并重點(diǎn)關(guān)注了根細(xì)胞線(xiàn)粒體能量生產(chǎn)功能和超微結(jié)構(gòu)的改變,以期揭示BPA暴露影響植物根系生長(zhǎng)的生態(tài)生理學(xué)機(jī)制。主要結(jié)果如下:(1)BPA暴露對(duì)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段大豆根系生長(zhǎng)的毒害效應(yīng):低劑量(1.5 mg/L)BPA暴露對(duì)幼苗期大豆根系生長(zhǎng)對(duì)促進(jìn)作用,6.0 mg/L及更高劑量(12.0和17.2 mg/L)BPA暴露抑制幼苗期大豆根系生長(zhǎng),劑量越高、暴露時(shí)間越長(zhǎng),根系生長(zhǎng)受抑制愈強(qiáng)烈。其中主根長(zhǎng)、總根長(zhǎng)、根尖數(shù)、根鮮重和根干重指標(biāo)對(duì)BPA暴露更敏感,表現(xiàn)在受抑制程度更高、響應(yīng)更快。開(kāi)花結(jié)莢期大豆植株在6.0 mg/L BPA暴露下根系生長(zhǎng)受到輕微抑制,在更高劑量暴露下受到強(qiáng)烈的抑制作用。鼓粒期大豆植株根系只在12.0和17.2 mg/L BPA暴露下顯示明顯的生長(zhǎng)抑制。通過(guò)調(diào)查BPA暴露下大豆幼苗根尖細(xì)胞死亡狀況,發(fā)現(xiàn)根生長(zhǎng),特別是伸長(zhǎng)生長(zhǎng)受抑制部分歸因于根尖細(xì)胞大量死亡。(2)BPA暴露對(duì)大豆植株根系生長(zhǎng)毒害效應(yīng)的機(jī)制—根細(xì)胞線(xiàn)粒體能量生產(chǎn)功能受抑制:BPA暴露干擾根細(xì)胞線(xiàn)粒體內(nèi)參與能量生產(chǎn)的關(guān)鍵呼吸酶(檸檬酸合酶、琥珀酸脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶和細(xì)胞色素C氧化酶)活性,引起線(xiàn)粒體能量生產(chǎn)功能障礙,導(dǎo)致三磷酸腺苷(ATP)合成減少。ATP供應(yīng)不足導(dǎo)致根尖細(xì)胞大量死亡和根系生長(zhǎng)受阻。上述關(guān)鍵呼吸酶活性受BPA暴露的影響呈現(xiàn)劑量依賴(lài)性和時(shí)間依賴(lài)性,不同呼吸酶對(duì)BPA暴露的敏感性不同�？傮w上,幼苗期大豆根細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵呼吸酶活性受BPA暴露影響程度更高,其中檸檬酸合酶和細(xì)胞色素C氧化酶對(duì)BPA暴露更敏感。(3)BPA暴露抑制大豆根細(xì)胞線(xiàn)粒體能量生產(chǎn)的原因是線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)遭受破壞:BPA暴露引起線(xiàn)粒體雙層膜結(jié)構(gòu)毀損、嵴減少或消失、內(nèi)部基質(zhì)稀釋消融,線(xiàn)粒體發(fā)生畸變或空泡化,線(xiàn)粒體膜通透性增加而膜電勢(shì)降低。線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)毀損阻礙了能量代謝過(guò)程的順利進(jìn)行。BPA暴露誘導(dǎo)的活性氧(ROS)水平升高是線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)損傷和關(guān)鍵呼吸酶活性受抑制的原因之一。過(guò)量ROS可破壞線(xiàn)粒體膜結(jié)構(gòu),攻擊呼吸酶,最終導(dǎo)致線(xiàn)粒體能量生產(chǎn)受阻,甚至細(xì)胞死亡。綜上,上述研究結(jié)果揭示根細(xì)胞線(xiàn)粒體是BPA影響植物根系生長(zhǎng)的重要亞細(xì)胞位點(diǎn)。BPA誘導(dǎo)的過(guò)量ROS破壞線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)并抑制能量生產(chǎn)關(guān)鍵酶活性,造成ATP合成受阻并引起根尖細(xì)胞死亡,最終影響根系生長(zhǎng)。這些結(jié)果為全面認(rèn)識(shí)BPA植物毒性和理解BPA暴露影響植物根系生長(zhǎng)的內(nèi)在機(jī)理提供更充分的信息。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S565.1;X503.231
【圖文】：

第一章 緒論研究背景介及其污染現(xiàn)狀-雙(4-羥基苯基)丙烷；英文名：bisphenol A，簡(jiǎn)寫(xiě) BPA；CASAleksandr P. Dianin于1891年首次合成的有機(jī)化合物，其結(jié) 世紀(jì) 50 年代以來(lái)，BPA 主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂、聚碳酸酯�；� BPA 的高分子材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，如食建筑材料、電子產(chǎn)品和醫(yī)療設(shè)備等[4-6]。由于這些產(chǎn)品的廣泛生產(chǎn)量的化學(xué)品之一[7]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012 年 BPA 世界產(chǎn)量超的 BPA 產(chǎn)地，占全球總產(chǎn)量的近 53%，其次是歐洲和北美場(chǎng)份額。美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)和日本是全球四大 BPA 生產(chǎn)國(guó)[8 BPA 產(chǎn)量將以 4.6%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)[9]。

第二章 雙酚 A 對(duì)大豆植株根系生長(zhǎng)的影響三級(jí)側(cè)根(圖 2-2B)。最后，根系鮮、干重在不同劑量 BPA 處理組中隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng)顯示出明顯差異。在暴露 1 d 后，1.5 mg/L BPA 處理組中幼苗根鮮重明顯高于對(duì)照幼苗和其他處理組幼苗。6.0 mg/L 及更高劑量 BPA 處理暫未與對(duì)照幼苗根鮮重顯示顯著差異在暴露第 4 d 后這些劑量下暴露的幼苗根鮮重明顯低于對(duì)照幼苗，且在第 7 d 后達(dá)到更大差距。根系干重總體上顯示與根鮮重類(lèi)似的變化規(guī)律。對(duì)于以上現(xiàn)象，推測(cè)認(rèn)為低劑量 1.5 mg/L BPA 促進(jìn)根生物量的積累可能部分歸因于新的側(cè)根和不定根發(fā)育，以及 BPA暴露刺激根系伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的促進(jìn)作用。同理，高于 6.0 mg/L BPA 暴露會(huì)抑制根系發(fā)育和伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，最終導(dǎo)致根生物量積累減少。綜上，可以發(fā)現(xiàn) BPA 暴露對(duì)幼苗期大豆根系生長(zhǎng)顯示劑量依賴(lài)性和時(shí)間依賴(lài)性效應(yīng)，根系不同生長(zhǎng)指標(biāo)對(duì) BPA 暴露的響應(yīng)也存在劑量差異和時(shí)間差異。

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本文編號(hào)：2716309