全氟辛酸对拟南芥毒性作用的分析

论文摘要

全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)作为持久性环境污染物,其暴露引发的毒性是当前的研究的热点。之前的研究表明,PFOA会在生物体内进行富集,植物体内高浓度的PFOA会造成严重的生长发育毒害,但其毒性作用机制目前尚不清楚。因此,本研究通过转录组数据分析和相关指标的测定,对PFOA造成的拟南芥毒性效应和毒性机制进行了分析。PFOA对拟南芥造成的毒害作用主要表现在:植株叶片和根部鲜重积累量减少,侧根数减少及叶片中叶绿素含量减少。由于PFOA被拟南芥吸收以后主要被转运到叶片,所以PFOA对拟南芥叶片造成的毒害明显强于根部。拟南芥吸收、转运PFOA都需要一个主动的跨膜转运蛋白。通过转录组数据分析发现,拟南芥根部和叶片中都有药物跨膜转运蛋白、主动跨膜转运蛋白、离子跨膜转运蛋白相关基因转录的上调,其中有12个基因是重叠基因。这些重叠基因可能与PFOA从根部到叶片的转运有关。拟南芥体内PFOA的积累引发了缺铁响应基因的剧烈响应,而同期PFOA处理的拟南芥叶片和根部的铁含量与对照组相比没有明显变化,表明PFOA引发的拟南芥缺铁基因的响应与铁元素的含量无关。拟南芥根部铁吸收基因的上调,促进了根部对铁元素的吸收,而根部铁转运基因的下调,可能抑制了铁从根部向叶片的转运,导致拟南芥吸收的铁主要被存储在根部。此外,PFOA作用还引发了拟南芥体内氧化还原基因的响应,且叶片强于根部。通过活性氧转录组数据分析发现,谷胱甘肽硫转移酶、尿苷二磷酸糖基转移酶的转录丰度大量增加,这两类蛋白在拟南芥有机物质的解毒方面发挥着重要作用。为了分析拟南芥体内的氧化还原状态,我们对拟南芥体内的抗氧化指标进行测定,发现,PFOA作用下,拟南芥体内谷胱甘肽含量和谷胱甘肽还原酶的活性都发生了增加。进一步表明,PFOA对拟南芥造成了氧化胁迫。因此,本研究不仅揭示了不同浓度PFOA对拟南芥的毒性效应,而且还为PFOA毒性作用机制在分子水平上的研究提供了新思路。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 全氟辛酸简介
•   1.2 环境中PFOA的污染现状
•     1.2.1 水体中PFOA的分布
•     1.2.2 大气中PFOA的分布
•     1.2.3 土壤中PFOA的分布
•   1.3 PFOA对植物的毒害作用的研究现状
•   1.4 本研究的目的与意义
• 第二章 材料与方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 植物材料
•     2.1.2 常用试剂
•     2.1.4 主要设备及仪器
•     2.1.5 培养基与常用试剂配方
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 PFOA处理拟南芥
•     2.2.2 叶绿素测定
•     2.2.3 实时荧光定量PCR
•     2.2.4 拟南芥主根根长与侧根数的统计
•     2.2.5 氧化还原指标测定
•     2.2.6 转录组数据分析
•     2.2.7 拟南芥体内PFOA含量的测定
•     2.2.8 拟南芥体内金属元素含量的测定
• 第三章 结果与分析
•   3.1 PFOA对拟南芥的毒性效应
•   3.2 PFOA在拟南芥体内的积累
•   3.3 PFOA作用下拟南芥体内金属元素的变化
•   3.4 PFOA作用下生长素对拟南芥根部的影响
•   3.5 转录组分析PFOA对拟南芥叶片和根部转运蛋白基因的影响
•   3.6 PFOA作用对拟南芥缺铁响应基因的影响
•   3.7 PFOA作用对拟南芥体内氧化应激的影响
• 第四章 讨论
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 樊玲玲

导师: 韩毅

关键词: 拟南芥,跨膜转运,缺铁响应基因,氧化还原

来源: 合肥工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,生物学

单位: 合肥工业大学

分类号: Q943.2

总页数: 65

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