CuO纳米颗粒对三种拟南芥毒性效应的比较研究.pdf
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1、 C u O 纳米颖粒对三种拟南芥毒性效应的比较研究 摘要 近年来,出F 人工纳米颗粒( E 1 1 9 i n e e r i “gN a n o p a r t i c l e s ,E N P s ) 独特的物理化 学性质,导致了其在工业和日常生活中的广泛应用例如用二F 建筑涂料、陶瓷制 品、纺纵品、I 基药、化妆品、环境修复等行业。应用增多必然会导致越来越多的 E N P s 的释放,进八到水体承I 土壤环境,也极大增加人类接触E N P s 的口J 能性, 其潜在危害不容忽视。L 彳研究表叫,E N P s 能够对细菌等微生物、藻类、浮萍、 贻儿角类及无脊椎动物产生目 性效麻。植物作
2、为斗- 产者,在环境生态系统循环 中起非常重要的作用。对外源污染物环境效应的研究也常采用植物作为受试生物 之一。因此,研究E N P s 存环境中的化学彳丁为发其列植物的毒性效应对十E N P s 内环境飙险评价具仃重篮科学意义。 奉研究选择3 种,上忐型的拟南芥作为受试牛物,采用溶液培养的方止,探讨 E N P s 存水环境i I i 对植物生长的影响,比较研究E N P s 剥它们的毒性效成筛选 【 对E N P s 最为敏感的生忐J 在此基础上研究了E N P s 在植物体中的生物积累。 本研究为后续。屣E N P s 的植物分子致毒机制研,t 提供基础数川。 本文阵先I = f 究rC
3、 u OE N P s 埘种f - 萌技叫埘的种f 发芽率、拉芽势竹l 发芽指 数的影响。结粜表叫 实骑设1 茸的浓度范出内,高浓度的C u OE N P s 会喊缓C o l 一0 生态,诅的发芽过程,似足对3 种生态型种了发芽牢小会产牛裎著影响。接着通过 溶液培养方式比较研究丁C u OE N P s 对3 刊- 生态型拟南芥幼莆生长的影响。研 究发现C u O E N P s 会抑制幼酣楸伸k 和拟南芥幼苗的! L 长,导致幼蒴生物量的下 降,投使幼苒期擞采形态异常,表现为楸娈短变靼,根袭而积和体秋减小,根失 数减少。3 种7 k 态型中B a y 一0 牛志型的根系形态受C u OE
4、N P s 的影u 向最大。C u O E N P s 处理还台抑制卜片生长,和对照相比,叶面积减小。C u OE N P s 肘B a y 一0 和W s - 2 ,士志型u I _ 面积影响最人H 作H 大小接近,而对C o l - 1 ) 生态型叫面税影州 小大。 综分析拇扎B a y 0 牛态性受C u OE N P s 的影响较大确定为时C u OE N P s 最敏感的牛杏掣。因此将它作为受试生物研究幼苗对C u OE N P s 的I 跹收。研究表 明C u OE N P s 处埋下拟南芥幼苗地上部和根部的总铜青量砸著升高,5 0m g L C u OE N P s 处理r 幼苗
5、根部的铜含量约A 对照处理的2 2 倍:且幼苗地上部的铜 含量约为空白对照的2 0 倍,是0 1 5 m L C u 计处理下幼苘地上部铜含量的15 倍。 说明C u OE N P s 能够以定方式进入到植株件中。进一步算得幼苗暴露在 5 0 m g L C u OE N P s 时,铜从拟南芥幼苗根到地上部的转运系数f T F ) 仅为0 0 2 8 , 说明C u OE N P s 被拟南芥从根部迁移到地上部的能力4 i 大,但是 I 会撮终影响到 植物地上部的生长。 关键词C u O 人工纳米颗粒;拟南芥:生物量;根系形态 Ac o m p a r a t iv es t u d yo
6、ft o x i c i t ye f f e c to fC u O n a n o p a r t i C f e st ot h r e ed f f f e r e n tA r a b d o p s st h a a n a A b s tr a c t I nr e c e n ty e a r s ,d u et ot h e i r u n i q u ep h y s i c a l a n dc h e m i c a lp r o p e r t i e s E n g i n e e r i n gN a n o p a r t f e l e s ( E N P s
7、 ) h a v eb e e nu s e dm o r ea n dm o r ew i d e l yi ni n d u s t r y a n dd ay l i f e i n c l u d i n gp a i n t s ,c e r a m i c s ,t e x t i l e s ,p h a r m a c e u t i c a l s 、e o s m e g c s e n v i r o m n e n t a lr e i n e d i a r i o na n do t h e ri n d u s t r i e sH o w e v e r , w
8、 i t ht h e i rv , i d ea p p l i c a t i o n , m o r ea n dm o r eC u eE N P sw i l li n e v i t a b l ye n t e ri n t oa q u a t i ca n ds o i le n v i r o m t l e n t w h i c hg r e a t l yi n c r e a s et h el i k e l i h o o do fh u m a l le x p o s u r et oC u OE N P sS ot h e p o t e n t i a
9、lh a z a r d so f C u OE N P ss h o u l dn o tb ei g n o r c dS t u d i e sh a v es h o w nt h a tE N P s h a v et o x i ce f f e c t so nm i c r o o r g a n i s m ss u c ha sb a c t e r i a a l g a ed u c k w e e dm u s s e l s ,f i s h a n di n v e r t e b r a t e sA st h ep r i m a r yp r o d u c
10、 e r s p l a n t sp l a yav e r yi m p o r t a n tr o l ei nt h e c y c l eo f e u v i r o n m e n t a la n de c o l o g i c a ls y s t e m s I h er e s e a r c h e so nt h ee 1 1 i r o n m e l l t a l e f f e c t so f e x o g e n o u sp o l l u t a n t so f t e nU S ep l m t sa so n eo f t e s to r
11、 g a n i s m sT h e r e f o r ei t i si m p o r t a n tt oc a r r yo nt h es t u d yo ft h ec h e m i c a lb e h a v i o ro fC u OE N I si nt b e o n i r o n m e n ta n dt h e i rt o x i ce f f e c t so l lp l a n t s ,w h i c hh a v ei m p o r t a n ts c i e n t i f i c s i g n i f i c a n c et ot
12、h ee n v i r o m n e n t a i ka s s e s s m e n to f C u eE N P s T h r e ed i E i r e n te c o t y p e so f A r a b i d o p s i st h a l i a n aw e r es e l e c t e da st e s te l g a n i s m s B yt l l e a l l so fh y d r o p o n i ce x p e r i m e n t s t i l et o x i ce f f e c t so fE N P sw e
13、r ec o m p a r a tv e l v s t u d i e dt oe x p l o r et h ee f f e c t so fC u OE N P so np l a n ts e e d i n gg r o w t hi na 1 ) a q u e o u s e n v i r o n m e n tF i n a l l yo n ee c o t y p ew a sc h o s e nt ob et h em o s ts e n s i t i v ee c o t y p eu n d e r E N P st r e a t m e n tA n
14、 db i o a e c u m u l a t i o no fE N P si np l a n tw a ss t u d i e du s i n gt h a t c c o t y p e T h i s s t u d yc o u l dp r o v i d et h e b a s i cd a t af o r t h e f o l l o w u p w o r ka b o u t m o l e c u l a rt o x i cm e c h a n i s mo f C u OE N P s F i r s t l y , t h ee f f e c l
15、 so f “ C u OE N P so ns e e dg e r m i n a t i o nr a t e ,g e r m i n a t i o ne n e r g y a n dg e r m i n a t i o ni n d e xd u r i n gt h es e e d sg e m f i n a l i o nh a v eb e e ns t u d i e dT h er e s u l t s i n d i c a t et h a tt h eh I 曲c o n c e n t r a t i o no fC u eE N P sw i l ls
16、 】u n 如n t h eg e r m i n a t i o n p r o c e s so f t h eC o l - 0e c o t y p eb u tt h e r ew a sn os i g a i f i e a n te f f e c to ns e e d sg e r m i n a t i o n o f a l le c o t y p eA n dt h e nt h ee f f e c t so f C u OE N P sO i ls e e d l i n gg r o w t hi nah y d r o p o n i c s c u l t
17、 u r es y s t e mw e r ei n v e s t i g a t e dT h er e s e a r c h e ss h o w e dt h a tC u OE N P sc a ni n h i b i t t h eg r o w t ho f t h es e e d l i n ga n dr o o te l o n g a t i o no f A r a b i d o p v i ss e e d l i n g s ,l e a d i n gt ot h e d e c l i n ef as e e d l f a gb i o m a s
18、sa n dr e s u l t i n gi na b n o r m a lr o o tn 3 0 q _ ) h o l o g yo fs c e d l t h g s T h er o o to fs e e d l i n g se x p o s e di nC u OE N P sb e e m n es h o r t e ra n dt h i c k e r , r o o ts u r f a c e a r e aa n dv o l u m ed e c r e a s e d ,a n dr o o ta p i c a lr e d u c t i o n
19、i nt i l en u m b e r D u r i n gt h r e e e c o t y p e sB a y 一0e c o t y p es h o w e dt h eg r e a t e s tt o x i ce f f e c tO l l r o o tm o r p h o l o g ya f t e r b e i n ge x p o s e dt oC u OE N P sB e s i d e s ,C u OE N P sc o u l di n h i b i tt h eg r o w t ho fs e e d l f a g l e a v
20、 e s ,a n dt h el e a f a r e a sw e r er e d u c e dc o m p a r e dt ot h ec o n t r o lC u OE N P sh a v et h e s a m ee f f e c to nt h el e a fa r e a so fB a y 一0a n dW s 一2e e o t y p e ,w h i l et h ee f f e c to nC o l 一0 e c o t y p el e a f a r e ac o u l db ei g n o r e d l h r o u g he o
21、 n g r r e h e n s i v ea n a l y s i sB a y 一0e c o t y p ew a sd e t e r m i n e dt ob et h en l o s s e n s i t i v ee c o t y p eu n d e rC u OE N P st r e a t m e n tS ob i o a c c u n m l a t i o no lE N P si np l a n t w a ss t u d i e du s i n gB a y Oe e o t y p es e e d l i n gF i n a l l
22、y , s t u d i e so nt h ea b i l i t yo fL u OE N P s a b s o r b e db y A r a b i d o p , t s e e d l i n g sh a v es h o w n t h a t t h e t o t a lc o p p e rc o n t e n to fs h o o t s a n dr o o t so f A r a b i d o p s i ss e e d l i n ge x p o s e dt oC u OE N P sw a ss i g n i f i c a n t l
23、yi n c r e a s e d Ih er o o t sc o p p e rc o n t e n to fs e e d l i n gt r e a t e db y5 0m g LC u OE N P s a b o u t2 2 t i m e st h a nt h a ti nt h ec o n t r o lt r e a t m e n tB e s i d e s t h ec o p p e rc o n t e n to It h es e e d l i n g s h o o t sv + l sa b o u t2 0t h n e st h a nc
24、o n t r o la n dw a s15t i m e st h a nt h a tu n d e r015m g L C u “t r e a t m e n tI h e s er e s u l t si n d i c a t e dt h a tC u OE N l l sc o u l de n t e ri n t ot h ep l a n tb o d y i ns o m ew a yF u r t h e r m o r e ,t i l et r a n s l o c a t i o nf a c t o r ( T F ) f r o mr o o tt o
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- CuO 纳米 颗粒 拟南芥 毒性 效应 比较 研究
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