碳納米管對植物細(xì)胞影響的細(xì)胞生物學(xué)分析.pdf

1、碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)是一種具有獨特結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的新型納米材料。近年來隨著研究的不斷深入，其廣闊的應(yīng)用前景特別是在生物醫(yī)藥上的潛在優(yōu)勢開始展現(xiàn)，同時該類材料對生態(tài)環(huán)境、人類健康的影響目前也逐漸引起科學(xué)家的注意。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，納米技術(shù)在增強(qiáng)植物吸收養(yǎng)分能力，增加農(nóng)藥和除草劑的功效，降低農(nóng)藥和除草劑的劑量等方面有著可觀的應(yīng)用前景。然而當(dāng)前納米材料對植物影響的研究幾乎還是空白。探討納米材料對植物及其環(huán)境的影響

2、，正確評估碳納米管的生物學(xué)效應(yīng)，是具有重要意義的前瞻性研究。本文利用擬南芥和水稻原生質(zhì)體系統(tǒng)，結(jié)合光鏡、電子顯微鏡觀察，以及EM-TUNEL、RT-PCR等檢測手段，從多方面探討了單壁碳納米管(Single-walled carbon nanotubes，SWCNTs)對植物細(xì)胞的影響。
　　 我們用SWCNTs處理原生質(zhì)體和植物組織后，檢測了細(xì)胞活性、形態(tài)變化、DNA損傷、活性氧(Reactive oxygen species

3、，ROS)產(chǎn)生和相關(guān)基因表達(dá)。結(jié)果表明，SWCNTs在一定程度上能影響原生質(zhì)體的活性，并且這種影響呈現(xiàn)濃度依賴性關(guān)系，但和處理時間關(guān)系不大。此外，單壁碳納米管還能引起原生質(zhì)體聚集、植株葉肉細(xì)胞染色質(zhì)凝縮、TUNEL的陽性反應(yīng)和H2O2積累。我們發(fā)現(xiàn)SWCNTs處理后葉肉細(xì)胞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜上有氯化鈰的沉積和類似內(nèi)吞的膜結(jié)構(gòu)，提出了碳納米管穿過細(xì)胞膜的可能途徑。本研究說明，盡管碳納米管具有許多特異的性質(zhì)，但是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用時要對其毒性作出