豆磺隆－重金属生态毒理联合效应及分子诊断

论文摘要

豆磺隆在土壤中残效期较长,易对后茬敏感作物以及周围敏感植物物种产生药害,造成农业生态环境污染,危害区域性陆地生态系统完整性。化肥和其它农药的使用,带入了重金属如:铜、镉、铅和锌等,导致豆磺隆和重金属的复合污染的发生。本研究所得参数不仅为豆磺隆-重金属复合污染的生态风险评价提供了一定的理论依据,还为诊断豆磺隆-重金属复合污染提供了快捷有效的生物标记物。低浓度豆磺隆、Cu、Cd复合时,豆磺隆与重金属对根长抑制率具有拮抗作用;当Cu、Cd浓度较高时,豆磺隆与重金属对小麦幼苗芽长、根长的抑制率具有显著的协同作用（P<0.05）;同时,复合污染的联合毒性更多的倾向于重金属的毒性。作为可见症状之一,叶绿素下降只在豆磺隆、Cd单一处理时表现出来,复合处理时由于有机物与重金属的相互作用抵消了两者对叶片叶绿素含量的影响。酶活变化与可溶性蛋白质含量的变化有一定的相关性,但是可溶性蛋白质的变化主要还是由于污染物抑制植物体生长,抑制蛋白质生物合成的性质有关。污染物的化学性质决定其对生物体的毒性机制以及在复合污染时的联合效应;有机物、重金属单一处理之间以及两者与有机物-重金属复合处理之间的毒性机理有明显的不同。但是正如不同重金属之间的毒性机理有一定共性一样,不同重金属和有机物的联合毒性机理也有一定的共性。豆磺隆-重金属对小麦幼苗生化水平上的联合效应随着不同的浓度组合以及不同的植物部位而不同。小麦幼苗根系POD、SOD酶活以及SP含量的下降可以被用来作为指示除草剂以及重金属胁迫的生物指示物。Cd比豆磺隆单因子以及豆磺隆-Cd复合处理更容易对DNA分子产生伤害。一定浓度组合的豆磺隆-Cd复合处理下,豆磺隆能够减轻Cd对DNA分子的毒性。引物序列的不同对污染物的敏感性也不同。豆磺隆、Cd引起的损伤可能发生在DNA序列上的特定位置。单因子和复合处理对新条带出现有不同的敏感性,这可能是因为豆磺隆和Cd的交互作用降低了引物S1156位点上的DNA变化概率。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 污染生态毒理效应
• 1.1.1 污染生态毒理效应的研究意义
• 1.1.2 研究污染生态毒理效应的理论基础
• 1.1.3 污染生态毒理效应的研究方法
• 1.2 污染的分子生态毒理与分子诊断
• 1.2.1 污染的分子生态毒理效应
• 1.2.2 污染的分子生物标记的研究进展
• 1.2.3 生物标记物的局限性
• 1.2.4 污染生态分子毒理诊断的意义
• 1.2.5 分子毒理诊断法的发展现状
• 1.3 重金属污染对植物的生态毒理效应研究进展
• 1.3.1 植物对重金属的吸收和积累
• 1.3.2 重金属对植物的毒性效应
• 1.3.3 重金属对植物的遗传毒性效应
• 1.3.4 植物对重金属的耐性机制
• 1.3.5 植物对重金属的遗传耐性
• 1.4 除草剂污染生态毒理效应研究进展
• 1.4.1 除草剂的环境行为
• 1.4.2 除草剂对蚯蚓的毒理效应
• 1.4.3 除草剂的植物毒理效应
• 1.4.4 除草剂对微生物的毒理效应
• 1.4.5 除草剂的氧化毒性
• 1.5 重金属—有机物复合污染的联合毒性效应
• 1.5.1 复合污染联合效应理论
• 1.5.2 重金属－除草剂的联合毒理效应
• 1.6 今后展望
• 第二章 实验研究内容
• 2.1 课题来源
• 2.2 研究目的与意义
• 2.3 研究内容
• 2.3.1 豆磺隆、镉、铜单一、复合污染的急性毒性实验
• 2.3.2 豆磺隆、镉、铜单一、复合污染的分子生态毒性实验
• 2.3.3 豆磺隆、镉复合污染的DNA 分子诊断实验
• 2.4 技术路线
• 2.4.1 论文总路线
• 2.4.2 豆磺隆、镉、铜单一复合污染的植物急性毒性实验技术路线
• 2.4.3 豆磺隆、镉、铜单一、复合污染的分子生态毒性实验技术路线
• 2.4.4 豆磺隆、镉复合污染的DNA 分子诊断实验技术路线
• 第三章 豆磺隆、镉、铜单一复合污染对小麦（Triticum aestivum）发芽的急性毒性
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 豆磺隆单因效应实验
• 3.2.3 复合污染联合效应实验
• 3.2.4 毒理实验
• 3.2.5 数据处理
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 豆磺隆单效应
• 2+单效应'>3.3.2 Cu²⁺单效应
• 2+单效应'>3.3.3 Cd²⁺单效应
• 3.3.4 豆磺隆－Cu 复合效应
• 3.3.5 豆磺隆－Cd 联合效应
• 3.3.6 豆磺隆－Cd－Cu 联合效应的方差分析
• 3.4 讨论
• 3.5 小结
• 第四章 除草剂豆磺隆对小麦（Triticum aestivum）生理水平上的毒理效应
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 材料
• 4.2.2 植物培养
• 4.2.3 叶绿素（CHL）和丙二醛（MDA）的测定
• 4.2.4 酶液提取
• 4.2.5 SP 含量以及酶活测定
• 4.2.6 统计分析
• 4.3 结果分析
• 4.4 讨论
• 4.5 小结
• 第五章 Cd、Cu 单因子处理对小麦（Triticum aestivum）幼苗生理生化过程的影响
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.3 结果分析
• 5.3.1 Cd、Cu 胁迫下小麦幼苗叶片叶绿素以及可溶性蛋白质含量的变化
• 5.3.2 Cd、Cu 单因子处理下小麦幼苗POD 以及SOD 酶活变化
• 5.4 讨论
• 5.5 结论
• 第六章 豆磺隆－Cd 复合污染对小麦（Triticum aestivum）生化水平上的毒理效应
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.3 结果分析
• 6.3.1 小麦幼苗叶片叶绿素的动态变化
• 6.3.2 小麦幼苗叶片以及根系中MDA 含量的动态变化
• 6.3.3 小麦幼苗叶片以及根系POD 酶活的动态变化
• 6.3.4 小麦幼苗叶片以及根系SOD 酶活的动态变化
• 6.3.5 小麦幼苗叶片以及根系可溶性蛋白质（SP）的动态变化
• 6.4 讨论
• 6.5 小结
• 第七章 小麦（Triticum aestivum）对豆磺隆－Cu 复合污染的分子生化反应和生化生物标记物
• 7.1 引言
• 7.2 材料与方法
• 7.3 结果分析
• 7.3.1 豆磺隆－Cu 复合处理下小麦幼苗叶绿素含量的变化
• 7.3.2 豆磺隆－Cu 复合处理下小麦幼苗的POD 酶活变化
• 7.3.3 豆磺隆－Cu 复合处理对小麦幼苗SOD 酶活的影响
• 7.3.4 豆磺隆－Cu 复合处理对小麦幼苗SP 含量的影响
• 7.4 讨论
• 7.5 小结
• 第八章 利用RAPD 技术对豆磺隆、Cd 单一、复合处理下小麦幼苗进行DNA 分子诊断的研究
• 8.1 引言
• 8.2 材料与方法
• 8.2.1 材料
• 8.2.2 方法
• 8.2.3 数据分析
• 8.3 结果分析
• 8.4 讨论
• 8.5 小结
• 第九章 研究结论
• 参考文献
• 研究成果
• 致谢