研究主要有机污染物对作物基因毒性的大小,为环境污染的治理提供理论指导。研究有机污染物对作物基因组表达的干扰机理,揭示有机污染对作物伤害的根本机制。研究有机污染物和作物DNA形成的加合物对作物DNA突变频率的影响,探讨有机污染物对作物种质资源的稳定可能产生的冲击,为作物种质资源退化、作物基因突变成因提供新理论。
本项目研究了两种有机污染物(1,2,4-三氯苯和萘)对水稻生长和产量的影响,并深入探讨了两种有机污染物对水稻毒害的分子机理。两有机污染物对水稻的毒害作用表现在四个层次上1)对生长发育的伤害。TCB和NAP对幼苗株高、根数、干物质积累,尤其是根系伸长有显著的抑制作用,同时延迟抽穗与成熟。根系伸长抑制可作为诊断有机污染物致水稻伤害程度的形态学指标。2)对生理代谢过程的伤害。结果表明两种有机污染物明显影响光合、呼吸和抗氧化酶系统等重要的生理代谢过程,光合速率下降,呼吸作用及其关键酶同工酶表达受抑制,抗氧化酶活性及其同工酶表达呈而先增加后降低的变化趋势。叶绿素荧光参数Fv/Fo、qN、伤流量、CAT活性可作为诊断水稻发生有机污染毒害的生化指标。3)对基因的毒害作用。两有机污染物显著抑制DNA正常复制,但导致DNA期外合成速率显著提高,表明TCB和NAP造成DNA损伤。4)干扰基因正常表达。蛋白组学的分析结果表明,TCB对水稻根系和叶片蛋白质组表达产生显著影响,包括表达抑制和表达诱导双重作用。研究结果对于认识有机污染物致作物伤害的分子机理及指导粮食安全生产具有重要的理论和实践意义。