多环芳烃(PAHs)是土壤污染风险管理和污染土壤修复中的一类优控污染物,其化学行为、生态毒理效应等是目前学术界关注的焦点之一。关于PAHs对植物的研究主要集中在植物吸收,植物与微生物的共降解方面,对植物的毒性机理研究还很有限。本项目采用透射电镜、酶活分析、离子流分析、基因表达等技术在细胞和分子水平上研究四环PAHs芘胁迫对模式植物拟南芥的毒作用。结果表明芘胁迫对拟南芥有显著毒性,表现为植株生长受抑制,根毛变少,叶绿体结构变形,光合作用受阻。植物抗氧化酶系统对多环芳烃胁迫有明显响应,同时芘胁迫下激活了拟南芥根部细胞质膜Ca2+、K+通道,分别介导Ca2+内流及K+外流。与细胞壁松弛和细胞膨大相关的基因表达在芘胁迫下减弱,与超敏反应相关的基因PR1对芘的胁迫也有表达,揭示芘胁迫下植物生物量较小可能是由于细胞增大功能受到抑制,同时芘胁迫可能激发了植株的系统获得性抗性。研究结果为深入揭示PAHs胁迫对植物的致毒机理及植物耐受性,筛选高效修复植物材料提供了科学依据。
英文主题词Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), plant, stress response, phytotoxicity