幾種酶對植物代謝多環(huán)芳烴的影響.pdf

1、目前,我國及世界上許多國家存在環(huán)境有機污染問題,其中多環(huán)芳烴(PAHs)由于具有“三致”效應(yīng)成為環(huán)境中廣受關(guān)注的一類重要持久性有機污染物。PAHs污染的防治和修復(fù)已成為環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點之一。植物代謝作用直接影響PAHs等有機污染物的污染風險,是污染防治的重要基礎(chǔ)。但迄今有關(guān)PAHs的植物代謝,國內(nèi)外相關(guān)研究報道仍很少。酶是一切生物代謝的催化劑。研究酶對植物代謝PAHs的影響,將為進一步調(diào)節(jié)植物對有機污染物的代謝作用、減低植物污染風險,

2、保障農(nóng)產(chǎn)品安全等提供重要依據(jù)。
　　 本文以萘、菲和蒽為PAHs代表物,以高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)為供試植物,采用盆栽試驗與實驗室模擬相結(jié)合,研究了多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)等幾種酶對植物代謝PAHs的影響,探討了酶抑制劑和安全劑對植物根中PPO和POD活性和菲代謝的調(diào)節(jié)作用;采用體外酶法和熒光法相結(jié)合,探討了多酚氧化酶和辣根過氧化物酶(HRP)對萘、菲和蒽的代謝作用。取得

3、的主要創(chuàng)新性成果如下:
　　 (1)研究了PPO和POD對植物代謝PAHs菲的影響。在菲污染濃度為1、2、3、4 mg/L下,12、24、48 h所有處理組中植物體內(nèi)菲的含量均高于對照組,且根中菲舍量遠高于莖葉。這是由于菲污染處理組植物體內(nèi)酶失活,代謝過程受阻所致。相同處理時間,高羊茅根和莖葉中POD活性隨菲處理濃度增大呈逐漸降低的趨勢。植物體內(nèi)POD酶活性越低,植物代謝菲的效率越小。相同菲污染濃度下,高羊茅根部PPO活性隨處理

4、時間的延長逐漸增加,而莖葉中PPO活性先降低后增加。48 h,不同菲污染濃度的植物根部和莖葉中PPO活性均高于無菲對照。植物根系PPO活性增強,根系對菲代謝效率提高。
　　 (2)探討了酶抑制劑和安全劑對植物根中PPO和POD活性和菲代謝的影響。2.00 mg/L的酶抑制劑vc作用下,1-16 d,高羊茅根的菲含量顯著高于對照處理,表明供試抑制劑能顯著抑制植物根中菲的代謝,而供試安全劑NaC1對植物根中菲含量的影響不顯著。抑制劑

5、顯著降低了高羊茅根部PPO和POD的活性,16 d,供試抑制劑作用下植物根部PPO和POD活性分別為對照的1/6和1/9,表現(xiàn)出強抑制效應(yīng)。安全劑作用下植物根部PP0和POD的活性略高于對照,但差異未達到顯著水平(P＜0.05)。用植物根部酶活動力學來表征酶活和代謝的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)植物根內(nèi)酶的初始活性是影響植物代謝菲的關(guān)鍵,根內(nèi)初始酶活越高,代謝菲的能力越強。抑制劑對植物根中POD和PPO活性的抑制效率與根部菲代謝抑制效率顯著正相關(guān)。

6、>　　 (3)結(jié)合體外酶法和熒光法,分析了PPO和HRP對萘、菲、蒽代謝的影響。0.26 min,HRP作用下反應(yīng)體系中菲的代謝率迅速上升,而在26-60 min內(nèi),反應(yīng)體系中的菲代謝率基本不變。60 min內(nèi),PPO作用下反應(yīng)體系中菲的代謝率呈穩(wěn)定上升的趨勢。蒽的代謝情況基本與菲一致。60 min,HRP和PPO作用下,萘的代謝率分別為3.52％和16.51%,高于對照。相同時間內(nèi),HRP和PPO同等酶活單位條件下,萘在PPO作用下