CuO納米顆粒對(duì)三種擬南芥毒性效應(yīng)的比較研究.pdf

1、近年來(lái)，由于人工納米顆粒(Engineering Nanoparticles，ENPs)獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致了其在工業(yè)和日常生活中的廣泛應(yīng)用，例如用于建筑涂料、陶瓷制品、紡織品、醫(yī)藥、化妝品、環(huán)境修復(fù)等行業(yè)。應(yīng)用增多必然會(huì)導(dǎo)致越來(lái)越多的ENPs的釋放，進(jìn)入到水體和土壤環(huán)境，也極大增加人類接觸ENPs的可能性，其潛在危害不容忽視。已有研究表明，ENPs能夠?qū)?xì)菌等微生物、藻類、浮萍、貽貝、魚(yú)類及無(wú)脊椎動(dòng)物產(chǎn)生毒性效應(yīng)。植物作為生產(chǎn)者，

2、在環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)中起非常重要的作用。對(duì)外源污染物環(huán)境效應(yīng)的研究也常采用植物作為受試生物之一。因此，研究ENPs在環(huán)境中的化學(xué)行為及其對(duì)植物的毒性效應(yīng)對(duì)于ENPs的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具有重要科學(xué)意義。
　　 本研究選擇3種生態(tài)型的擬南芥作為受試生物，采用溶液培養(yǎng)的方式，探討ENPs在水環(huán)境中對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，比較研究ENPs對(duì)它們的毒性效應(yīng)，篩選出對(duì)ENPs最為敏感的生態(tài)型；在此基礎(chǔ)上研究了ENPs在植物體中的生物積累。本研究為后續(xù)開(kāi)

3、展ENPs的植物分子致毒機(jī)制研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　 本文首先研究了CuO ENPs對(duì)種子萌發(fā)時(shí)期的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的影響。結(jié)果表明在實(shí)驗(yàn)設(shè)置的濃度范圍內(nèi)，高濃度的CuO ENPs會(huì)減緩Co1-0生態(tài)型的發(fā)芽過(guò)程，但是對(duì)3種生態(tài)型種子發(fā)芽率不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。接著通過(guò)溶液培養(yǎng)方式，比較研究了CuO ENPs對(duì)3種生態(tài)型擬南芥幼苗生長(zhǎng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)CuO ENPs會(huì)抑制幼苗根伸長(zhǎng)和擬南芥幼苗的生長(zhǎng)，導(dǎo)致幼苗生物量的下降

4、，致使幼苗期根系形態(tài)異常，表現(xiàn)為根變短變粗，根表面積和體積減小，根尖數(shù)減少。3種生態(tài)型中，Bay-0生態(tài)型的根系形態(tài)受CuO ENPs的影響最大。CuOENPs處理還會(huì)抑制葉片生長(zhǎng)，和對(duì)照相比，葉面積減小。CuO ENPs對(duì)Bay-0和Ws-2生態(tài)型葉面積影響最大且作用大小接近，而對(duì)Co1-0生態(tài)型葉面積影響不大。
　　 綜合分析得出，Bay-0生態(tài)型受CuO ENPs的影響較大，確定為對(duì)CuO ENPs最敏感的生態(tài)型。因此將它

5、作為受試生物研究幼苗對(duì)CuO ENPs的吸收。研究表明，CuO ENPs處理下擬南芥幼苗地上部和根部的總銅含量顯著升高，50 mg/L，CuO ENPs處理下幼苗根部的銅含量約為對(duì)照處理的22倍；且幼苗地上部的銅含量約為空白對(duì)照的20倍，是0.15mg/L Cu2+處理下幼苗地上部銅含量的1.5倍。說(shuō)明CuO ENPs能夠以一定方式進(jìn)入到植株體中。進(jìn)一步算得幼苗暴露在50mg/LCuO ENPs時(shí)，銅從擬南芥幼苗根到地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(T