三種典型手性污染物對綠藻和擬南芥的毒性效應(yīng)研究.pdf

1、化學農(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)境的嚴重威脅，甚至會進入人類食物鏈，構(gòu)成對人類健康的嚴重威脅。現(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)藥的對映體中，往往只有一種對映體是具有除草或殺蟲活性的，外消旋體的施用使得沒有除草殺蟲活性的對映體在環(huán)境中大量殘留，手性化合物的化學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手性污染物環(huán)境行為的影響也是非常必要的。隨著科學研究的發(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)，對這類物質(zhì)的毒性大小進行評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)對斜生柵藻的毒性以及與重金屬Cu對其對映體選擇性的影響。DCPP能夠刺激斜生柵藻細胞產(chǎn)生過量的RO

3、S，進而激活抗氧化系統(tǒng)的活性，但是兩者之間的平衡被打破使得細胞的葉綠素含量降低，亞細胞結(jié)構(gòu)受損。DCPP的不同對映體處理后細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生量表現(xiàn)出了對映體差異，ROS產(chǎn)生量多的R-對映體毒性也較大，亞細胞結(jié)構(gòu)受損嚴重。DCPP和Cu的復(fù)合處理毒性要遠大于單獨處理的毒性，兩者之間的作用方式會影響DCPP毒性的對映體選擇性。因此在評估復(fù)合毒性時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)對斜生柵藻的毒性

4、以及與重金屬的復(fù)合毒性。IM對斜生柵藻的毒性不具有對映體選擇性，Cu和IM對斜生柵藻的復(fù)合毒性要遠遠小于Cu的單獨毒性。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對細胞的危害;其次，IM和Cu形成螯合物后減少了離子形態(tài)的Cu和斜生柵藻細胞壁的相互作用，進而減少了毒性;Cu單獨處理時可以改變斜生柵藻細胞內(nèi)微量元素Fe的分布，但是螯合物IM-Cu不會。
　　 (3)乳酸根手性離子液體對斜生

5、柵藻的毒性。乳酸根手性離子液體對斜生柵藻的毒性具有對映體選擇性，并且隨著陽離子碳鏈長度的增加對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胞通透性，并且可以導致細胞內(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，以上這些可能是導致手性離子液體毒性具有對映體選擇性的原因。隨著陽離子碳鏈長度的增加，陰離子在毒性中所占的比重減小，所以對映體選擇性變得不明顯。但是乳酸根手性離子液體對裸藻的毒性不具有

6、對映體選擇性。斜生柵藻和裸藻細胞結(jié)構(gòu)的差異以及營養(yǎng)方式的不同可能導致了兩者對手性離子液體的敏感性不同。
　　 (4)手性除草劑DCPP對擬南芥的毒性。DCPP對擬南芥的毒性表現(xiàn)出了明顯的對映體差異性，葉片的鮮重以及根的長度都存在對映體差異，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-對映體能夠和植物生長素一樣，過量時誘導細胞內(nèi)產(chǎn)生ROS，抑制生長，造成植株死亡

7、，S-對映體沒有該作用。而且DCPP的不同對映體對抗氧化系統(tǒng)激活能力不同，對氣孔細胞的調(diào)控節(jié)奏也不同。
　　 (5)手性除草劑IM對擬南芥的毒性。IM對擬南芥的毒性表現(xiàn)出了明顯的對映體差異性，而且不同的對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-對映體會引起微量元素明顯的聚集，但是S-對映體不會;但是IM不同對映體不會引起根內(nèi)微量元素分布的改變，這說明IM對元素的吸收過程影響可能較小。Cu對擬南芥的毒性較小時仍舊可以改