三種典型手性污染物對(duì)綠藻和擬南芥的毒性效應(yīng)研究.pdf

1、化學(xué)農(nóng)藥主要是人工合成的生物外源性物質(zhì)，流失的農(nóng)藥不僅造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重威脅，甚至?xí)M(jìn)入人類食物鏈，構(gòu)成對(duì)人類健康的嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)在施用的農(nóng)藥中有很大一部分是手性農(nóng)藥，手性農(nóng)藥的對(duì)映體中，往往只有一種對(duì)映體是具有除草或殺蟲(chóng)活性的，外消旋體的施用使得沒(méi)有除草殺蟲(chóng)活性的對(duì)映體在環(huán)境中大量殘留，手性化合物的化學(xué)行為往往相似但是生物行為卻相差巨大，所以研究手性農(nóng)藥不同對(duì)映體的環(huán)境行為具有重要的環(huán)境意義?？紤]到環(huán)境污染的復(fù)雜性，環(huán)境中其他污染物對(duì)手

2、性農(nóng)藥環(huán)境行為可能存在一定的影響，尤其是環(huán)境中的非手性污染物，因此研究非手性污染物對(duì)手性污染物環(huán)境行為的影響也是非常必要的。隨著科學(xué)研究的發(fā)展，一些新興的手性物質(zhì)不斷出現(xiàn)，手性離子液體就是這樣一類手性物質(zhì)，對(duì)這類物質(zhì)的毒性大小進(jìn)行評(píng)估可以為它們的安全使用提供依據(jù)。本文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)手性除草劑2，4-滴丙酸(DCPP)對(duì)斜生柵藻的毒性以及與重金屬Cu對(duì)其對(duì)映體選擇性的影響。DCPP能夠刺激斜生柵藻細(xì)胞產(chǎn)生過(guò)量的RO

3、S，進(jìn)而激活抗氧化系統(tǒng)的活性，但是兩者之間的平衡被打破使得細(xì)胞的葉綠素含量降低，亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損。DCPP的不同對(duì)映體處理后細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生量表現(xiàn)出了對(duì)映體差異，ROS產(chǎn)生量多的R-對(duì)映體毒性也較大，亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重。DCPP和Cu的復(fù)合處理毒性要遠(yuǎn)大于單獨(dú)處理的毒性，兩者之間的作用方式會(huì)影響DCPP毒性的對(duì)映體選擇性。因此在評(píng)估復(fù)合毒性時(shí)要充分考慮兩者的相互作用方式。
　　 (2)手性除草劑咪唑乙煙酸（IM)對(duì)斜生柵藻的毒性

4、以及與重金屬的復(fù)合毒性。IM對(duì)斜生柵藻的毒性不具有對(duì)映體選擇性，Cu和IM對(duì)斜生柵藻的復(fù)合毒性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Cu的單獨(dú)毒性。原因可能是:首先IM和Cu能形成螯合物，該螯合物具有分解H2O2的作用，減少了H2O2對(duì)細(xì)胞的危害;其次，IM和Cu形成螯合物后減少了離子形態(tài)的Cu和斜生柵藻細(xì)胞壁的相互作用，進(jìn)而減少了毒性;Cu單獨(dú)處理時(shí)可以改變斜生柵藻細(xì)胞內(nèi)微量元素Fe的分布，但是螯合物IM-Cu不會(huì)。
　　 (3)乳酸根手性離子液體對(duì)斜生

5、柵藻的毒性。乳酸根手性離子液體對(duì)斜生柵藻的毒性具有對(duì)映體選擇性，并且隨著陽(yáng)離子碳鏈長(zhǎng)度的增加對(duì)映體選擇性變得不明顯。不同構(gòu)型的手性離子液體可以選擇性的改變斜生柵藻的細(xì)胞通透性，并且可以導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生不同量的ROS，此外，不同構(gòu)型的手性離子液體的聚集行為不同，以上這些可能是導(dǎo)致手性離子液體毒性具有對(duì)映體選擇性的原因。隨著陽(yáng)離子碳鏈長(zhǎng)度的增加，陰離子在毒性中所占的比重減小，所以對(duì)映體選擇性變得不明顯。但是乳酸根手性離子液體對(duì)裸藻的毒性不具有

6、對(duì)映體選擇性。斜生柵藻和裸藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異以及營(yíng)養(yǎng)方式的不同可能導(dǎo)致了兩者對(duì)手性離子液體的敏感性不同。
　　 (4)手性除草劑DCPP對(duì)擬南芥的毒性。DCPP對(duì)擬南芥的毒性表現(xiàn)出了明顯的對(duì)映體差異性，葉片的鮮重以及根的長(zhǎng)度都存在對(duì)映體差異，其中R-DCPP的毒性最大，其次為Rac-DCPP，S-DCPP的毒性最小。DCPP作為一種植物激素類除草劑其R-對(duì)映體能夠和植物生長(zhǎng)素一樣，過(guò)量時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ROS，抑制生長(zhǎng)，造成植株死亡

7、，S-對(duì)映體沒(méi)有該作用。而且DCPP的不同對(duì)映體對(duì)抗氧化系統(tǒng)激活能力不同，對(duì)氣孔細(xì)胞的調(diào)控節(jié)奏也不同。
　　 (5)手性除草劑IM對(duì)擬南芥的毒性。IM對(duì)擬南芥的毒性表現(xiàn)出了明顯的對(duì)映體差異性，而且不同的對(duì)映體可以引起擬南芥葉片內(nèi)微量元素分布的不同，其中R-對(duì)映體會(huì)引起微量元素明顯的聚集，但是S-對(duì)映體不會(huì);但是IM不同對(duì)映體不會(huì)引起根內(nèi)微量元素分布的改變，這說(shuō)明IM對(duì)元素的吸收過(guò)程影響可能較小。Cu對(duì)擬南芥的毒性較小時(shí)仍舊可以改