金纳米颗粒对两种植物的生物学效应研究

金纳米颗粒对两种植物的生物学效应研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-10-13 分类:参考文献 喜欢:4881
师大云端图书馆

【摘要】近十几年来,人工纳米材料的应用日益广泛,这些纳米材料可通过各种途径进入环境中,并通过食物链的富集影响到人类健康,因此纳米材料的生物效应引起了人们的高度关注。越来越多的研究发现,纳米材料对微生物、水生动物和陆生动物会产生不利的影响,而关于纳米颗粒与植物相互作用的研究还很有限。植物作为自然界的生产者,是生态系统的重要组成部分,也是生物蓄积的起点,其生长发育和对纳米材料的富集会影响高营养级的生物,同时植物的代谢活动也会影响纳米材料在环境中的迁移转化。为科学评估纳米材料对高等植物的影响,并初步探索高等植物对纳米材料性质的影响,本研究选用玉米(ZeamaysL.sinensisKulesh)和辣椒(CapsicumannuumL.var.grossum(Willd.)Sendtn.)为供试植物。对植物进行柠檬酸还原的金纳米颗粒(AuNPs,d≈13nm组氨酸包被的金纳米簇(AuNCs@His,d≤2nm)以及BSA包被的金纳米簇(AuNCs@BSA,d≤2nm)处理,在1/4的Hogland营养液条件下培养。主要实验结果如下:1.金纳米颗粒对玉米生长的影响三种金纳米颗粒处理对玉米种子的发芽率没有显著性影响;两种不同的金纳米簇(AuNCs)对水培条件下的玉米幼苗生长均有抑制作用,并且随着浓度的增大,为根长、株高、叶面积、生物量等呈下降趋势,但是仅20、40mg/L浓度AuNCs@BSA处理下的玉米根系生物量显著低于对照。2.金纳米颗粒在玉米体内的分布与转运三种金纳米材料处理下的玉米根系中均能检测到Au存在;但是只有在20、40m∥L浓度AuNCs@His处理下的玉米地上部分检测到Au存在,说明在玉米体内只有AuNCs@His发生了转移,而大粒径的AuNPs和另一种金纳米簇AuNCs@BSA在植物体内却不能发生转移。另一方面,随着培养时间的延长,植物对纳米材料的积累量有增加趋势,对玉米培养14天后发现,低浓度(1mg/L)的AuNCs@His处理下的玉米体内的Au含量比相同浓度的AuNCs@BSA处理和高浓度(20mg/L)的AuNCs@BSA处理时的Au含量高出7-15倍。3.金纳米颗粒对玉米抗氧化酶活性的影响和氧化损伤随着AuNCs@His处理浓度的增加,玉米体内CAT酶活性呈先上升后下降趋势,在20mg/L浓度时酶活性显著高于对照;而随着AuNCs@BSA处理浓度的增大,玉米地上部分CAT酶活性则呈上升趋势,在20、40mg/L浓度时显著高于对照。但三种金纳米材料对玉米地上部分POD、SOD酶活性和MDA含量均无显著影响(除1、10mg/L浓度AuNCs@BSA处理下的SOD酶活性显著低于对照)。三种纳米材料对玉米根系CAT酶活性没有显著影响;但是三种纳米材料在各个浓度的处理下的根系POD酶活性和MDA含量都显著低于对照。4.玉米生长介质中金纳米颗粒的性质对比三种金纳米颗粒加入培养液前/后(7天)的荧光光谱/紫外吸收光谱,发现仅AuNCs@His的荧光强度未发生变化;其他两种材料均发生变化,说明这两种材料性质发生了改变。5.金纳米颗粒对辣椒生长的影响三种金纳米颗粒处理下,只有10、20mg/L浓度的AuNCs@His对辣椒的发芽率有抑制作用;随着AuNCs@His浓度的增大,辣椒株高、根长、根表面积、生物量等呈下降趋势(5、10、20mg/L浓度时株高、根表面积显著低于对照,5、10mg/L浓度时根长显著短于对照,地上生物量和根系生物量显著低于对照);AuNCs@BSA、AuNPs对辣椒种子萌发和幼苗生长无显著抑制作用。6.金纳米颗粒在辣椒体内的分布与转运在植物对纳米材料的吸收方面,相同浓度(20mg/L)的三种金纳米材料处理下的辣椒根部均有Au检测出来,但仅在两种AuNCs处理下的辣椒地上部分发现有Au存在,说明小粒径的AuNCs可以在辣椒体内发生转移,而大粒径(约13nm)的AuNPs不能再辣椒体内发生转移。7.金纳米颗粒对辣椒抗氧化酶活性的影响和氧化损伤在生理生化方面,随着AuNCs@His处理浓度的增加,辣椒地上部分和根系中CAT、POD、SOD酶活性和脂质过氧化物(MDA)含量均呈上升趋势,在10mg/L浓度时达到最大,且均显著高于对照(除根系中CAT酶活性与对照相比没有显著性差异);AuNCs@BSA各浓度对CAT、POD酶活性没有显著影响;AuNPs对辣椒抗氧化酶活性和MDA含量均无显著影响。
【作者】王驿锋;
【导师】朱海燕;
【作者基本信息】西南大学,生态学,2014,硕士
【关键词】金纳米颗粒;辣椒;玉米;吸收与转运;抗氧化酶活性;氧化损伤;

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