土霉素與差向土霉素對(duì)小白菜幼苗生長(zhǎng)的生態(tài)毒性研究.pdf

1、土霉素(Oxytetracycline，OTC)是日常生活中應(yīng)用廣泛、生產(chǎn)使用量大的一種四環(huán)素類抗生素。然而在畜禽養(yǎng)殖中，畜禽動(dòng)物對(duì)于土霉素不能完全吸收或代謝，大部分土霉素以母體化合物或其代謝產(chǎn)物的形式排出體外，而且畜禽糞便中的土霉素降解產(chǎn)物的生物活性仍然存在，甚至在一定條件下可以還原為士霉素母體。其中4-差向土霉素(4-epi-Oxytctracyclinc，EOTC)為土霉素的一種降解產(chǎn)物?，F(xiàn)下四環(huán)素類抗生素對(duì)植物的生態(tài)毒性影響僅局

2、限于表層研究上，對(duì)OTC和EOTC的研究更少，尤其是EOTC對(duì)植物的毒性研究還未見報(bào)道。針對(duì)上述問題，本研究以黑土為供試土壤，小白菜為供試植物，探討OTC和EOTC對(duì)小白菜幼苗的生理生化指標(biāo)的影響，觀察小白菜葉肉和根細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)變化，通過LC/MS確定小白菜體內(nèi)OTC和EOTC的殘留量，對(duì)受OTC和EOTC脅迫下的小白菜的響應(yīng)進(jìn)行了評(píng)估。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴小白菜種子萌發(fā)對(duì)OTC和EOTC的響應(yīng):OTC和EOTC濃度較

3、低時(shí)，對(duì)小白菜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率作用效果不顯著。但在高濃度(＞50 mg·L-1)時(shí)會(huì)顯著抑制發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。說明OTC和EOTC在處理濃度為50 mg·L-1時(shí)，開始抑制小白菜種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。⑵小白菜幼苗株高、根長(zhǎng)對(duì)OTC和EOTC的響應(yīng):OTC和EOTC對(duì)于小白菜幼苗株高的影響是先促進(jìn)后抑制，其中OTC和EOTC濃度升高達(dá)到100 mg·kg-1時(shí)，小白菜的株高與對(duì)照相比差異顯著。OTC和EOTC抑制了小白菜的根伸長(zhǎng)，并且隨

4、著濃度升高，抑制效果愈顯著。OTC和EOTC對(duì)于小白菜幼苗鮮重的影響為低濃度(＜5 mg·L-1)顯著促進(jìn)，高濃度(＞50 mg·L-1)顯著抑制。上述結(jié)果表明，在低濃度處理下，小白菜的耐受能力較好，土霉素和差向土霉素對(duì)小白菜的抑制作用小于其被小白菜利用的效果。⑶小白菜幼苗葉綠素和類胡蘿卜素對(duì)OTC和EOTC的響應(yīng):OTC和EOTC對(duì)小白菜體內(nèi)的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總和類胡蘿卜素呈抑制作用，并且隨著土霉素和差向土霉素濃度的升高，抑

5、制作用更加明顯。并且施加差向土霉素對(duì)小白菜葉綠素及類胡蘿卜素的抑制率更高，植物葉片衰老的更快，生態(tài)毒性更強(qiáng)。結(jié)果表明OTC和EOTC脅迫小白菜時(shí)，會(huì)傷害葉綠體，降低葉綠素含量，進(jìn)而使進(jìn)行光合作用的酶失活或變性，導(dǎo)致光合速率降低，同化物變少。⑷小白菜幼苗抗氧化系統(tǒng)對(duì)OTC和EOTC的響應(yīng):OTC對(duì)于POD活性的影響表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制，EOTC則始終抑制POD活性;OTC對(duì)于CAT活性影響表現(xiàn)為抑制作用，EOTC在低濃度(5 mg·kg-1

6、)時(shí)，對(duì)CAT活性略微促進(jìn)，但差異不明顯，當(dāng)濃度升高后CAT活性降低。與土霉素相比，差向土霉素對(duì)小白菜CAT活性影響更大。OTC和EOTC對(duì)SOD活性起到促進(jìn)作用。說明在小白菜幼苗受OTC和EOTC脅迫時(shí)，啟動(dòng)了自身抗氧化防御能力。⑸小白菜幼苗其他抗性因子對(duì)OTC和EOTC的響應(yīng):OTC和EOTC對(duì)可溶糖的影響整體為促進(jìn)作用。OTC和EOTC對(duì)可溶性蛋白表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)。OTC和EOTC在低濃度時(shí)對(duì)小白菜體內(nèi)脯氨酸影響不顯著，在

7、高濃度（100 mg·kg-1）時(shí)，OTC和EOTC脅迫下小白菜體內(nèi)游離脯氨酸增加了73.81％和85.39％。小白菜體內(nèi)的丙二醛含量均是隨OTC和EOTC濃度的升高而升高。說明了植物在受到逆境脅迫時(shí)會(huì)產(chǎn)生一系列的應(yīng)激反應(yīng)。⑹小白菜幼苗亞顯微結(jié)構(gòu)的變化:在吸收了過量的土霉素和差向土霉素之后，植物細(xì)胞膜及多種細(xì)胞器的膜系統(tǒng)易受損傷。其中主要是植物細(xì)胞壁、葉綠體和線粒體發(fā)生變化。說明土霉素和差向土霉素對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生干擾和破壞，從而對(duì)植

8、物產(chǎn)生毒性作用。⑺OTC和EOTC在小白菜體內(nèi)的累積:隨著土壤中土霉素濃度的增加，小白菜葉和根中的累積量也逐漸增多，并且小白菜根中抗生素含量比小白菜葉中含量要高。從富集系數(shù)和遷移系數(shù)在總體上來看，土霉素＜差向土霉素，并且隨著OTC和EOTC濃度的增加，土霉素和差向土霉素的富集系數(shù)均逐漸減小，而且本試驗(yàn)中富集系數(shù)大多＜1。出現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的原因可能是，因?yàn)樾“撞擞酌缰慌囵B(yǎng)7d，生長(zhǎng)時(shí)間短，再加上是土培的培養(yǎng)方式，吸收少，所以富集系數(shù)小。另外，