根表铁膜对水稻富集洛克沙胂的影响

论文摘要

砷是一种剧毒和致癌的非金属物质,由于世界上超过一半的人口都以大米作为主要食物,稻米中砷的积累及其对人类的健康风险的影响引起了全世界的关注。饲料添加剂中的洛克沙胂随动物粪便排入环境,进而使水稻出现砷超标风险。因此,有必要研究水稻对于洛克沙胂的吸收,了解洛克沙胂对于水稻的毒害效应及途径,并进一步探讨水稻根际行为对洛克沙胂的阻控作用。基于此,本研究首先建立了水稻中洛克沙胂的检测方法;探讨了洛克沙胂对水稻的毒性及进入通道;讨论了水稻根表铁膜对于洛克沙胂的吸附及阻控作用。得出以下结论:（1）针对目前水稻中洛克沙胂检测方法空白的情况,本研究建立了采用固相萃取小柱净化,使用高效液相色谱测定水稻根、茎、叶中洛克沙胂含量的方法,该方法检测洛克沙胂的保留时间短,在6min内实现待测物的良好分离,峰形好,附近无杂质峰干扰,在0.01-10mg·mL-1中线性关系良好,相关系数均大于0.999,方法的检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别为20ng·L-1和67ng·L-1,目标化合物在水稻根、茎、叶中的加标回收率分别为78.9-93.9%,70.4-84.3%,78.6-86.1%,相对标准偏差（RSD）分别为2.2-5.9%,2.4-4.6%,2-2.6%,为之后检测水稻中洛克沙胂的研究提供了可靠的依据。（2）确定了洛克沙胂在水稻中的EC50值为7.74mg·L-1,低于在小麦中的EC50值,可能水稻对于洛克沙胂比小麦更为敏感。随着洛克沙胂浓度的升高,对水稻幼苗的生长状况、叶绿素及根系活力的抑制作用逐渐变大。在遭受洛克沙胂胁迫时,水稻自身抗氧化系统会进行抵御,但是随着洛克沙胂浓度增大,水稻酶活系统逐渐丧失抵抗能力。甘油相关的载体不是洛克沙胂进入水稻根细胞的主要载体但是Si（IV）、P（V）和DNP载体可能是是洛克沙胂进入水稻根细胞的主要载体。（3）确定了水稻根表铁膜对洛克沙胂的吸附性能,从中估算其吸附速率,确定其吸附平衡时间,从而探讨其可能的吸附特性及潜在的吸附机理。水稻根表铁膜吸附洛克沙胂符合准二阶动力学模型,负载0.2mmol/L、0.4mmol/L、0.8mmol/L、1.6mmol/L、2.0mmol/L铁膜的吸附动力学拟合的相关性系数R2大小关系依次为:R2二级=0.997>R2一级=0.868、R2二级=0.995>R2一级=0.906、R2二级=0.983>R2一级=0.937、R2二级=0.977>R2一级=0.928、R2二级=0.982>R2一级=0.945。水稻根表铁膜对洛克沙胂的吸附速率受洛克沙胂与水稻根表铁膜内官能团两者之间化学作用的影响,洛克沙胂在水稻根表铁膜上的吸附行为主要是化学吸附,水稻根表铁膜与洛克沙胂之间发生了电子的交换、转移。在水稻根表铁膜吸附洛克沙胂的过程中,洛克沙胂与水稻根表铁膜的表面的铁可能发生了络合作用,使得洛克沙胂被稳定吸附在了水稻根表铁膜上。（4）水稻中洛克沙胂含量与外源添加洛克沙胂浓度呈正相关关系,即随着营养液中洛克沙胂含量的增加,水稻根表铁膜能够吸附更多的洛克沙胂,有效的阻控洛克沙胂向水稻内部迁移,并且能显著提升水稻根、茎、叶营养元素的吸收。洛克沙胂进入水稻秧苗后,除了洛克沙胂本体,在根、茎中还检测到了疑似的代谢产物氧化苯砷（C6H5AsO）、二甲基砷酸（C2H7AsO）,由于各部位代谢产物含量较少,无法通过二级质谱进一步定性分析。

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ABSTRACT

第一章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 砷对水稻的毒性效应

1.1.2 .有机胂污染危害及现状

1.1.3 洛克沙胂特性、环境迁移及行为

1.1.4 .洛克沙胂的检测方法

1.1.5 .水稻根表铁膜阻控作用

1.2 研究目的

1.3 研究意义

1.4 研究内容

1.5 技术路线

第二章高效液相色谱检测水稻秧苗中洛克沙胂含量

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 仪器与试剂

2.2.2 标准溶液的配制

2.2.3 样品处理

2.2.4 色谱条件

2.3 结果与讨论

2.3.1 流动相的筛选与优化

2.3.2 提取剂种类的选择

2.3.3 固相萃取条件的研究

2.3.4 基质效应

2.3.5 方法的线性与定量下限

2.3.6 方法的准确度与精密度

2.4 小结

第三章水稻对洛克沙胂胁迫的响应

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2 标准溶液的配制

3.2.3 水稻根伸长实验

3.2.4 水稻幼苗生物量的测定

3.2.5 叶片叶绿素含量测定

3.2.6 水稻幼苗叶片生理生化指标的测定

3.2.7 不同因素对水稻吸收洛克沙胂的影响

3.3 结果与讨论

3.3.1 水稻幼苗暴露于洛克沙胂的根毒性

3.3.2 水稻幼苗暴露于洛克沙胂后的生长情况

3.3.3 水稻幼苗接触洛克沙胂后的叶绿素含量

3.3.4 水稻幼苗暴露于洛克沙胂对生理生化指标的影响

3.3.5 不同因素对水稻吸收洛克沙胂的影响

3.4 小结

第四章水稻根表铁膜对洛克沙胂的吸附行为研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 仪器与试剂

4.2.2 标准溶液的配制

4.2.3 水稻根表铁膜的负载

4.2.4 实验方法

4.2.5 表征方法

4.2.6 吸附容量的计算

4.2.7 吸附率的计算

4.3 结果与讨论

4.3.1 吸附动力学

4.3.2 材料表征分析

4.4 小结

第五章根表铁膜对水稻秧苗吸收与转运洛克沙胂的研究

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 仪器与试剂

5.2.2 标准溶液的配制

5.2.3 实验设计

5.2.4 实验方法

5.2.5 仪器条件

5.3 结果与讨论

5.3.1 水稻负载铁膜前后不同部位洛克沙胂含量

5.3.2 水稻负载根表铁膜前后不同部位吸收营养元素含量

5.3.3 洛克沙胂在水稻秧苗不同部位代谢产物情况

5.4 小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 不足及展望

参考文献

作者简介

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 丁丹

导师: 雷鸣

关键词: 水稻秧苗,根表铁膜,洛克沙胂,吸收

来源: 湖南农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 生物学,环境科学与资源利用,农作物

单位: 湖南农业大学

分类号: S511;X171.5

DOI: 10.27136/d.cnki.ghunu.2019.000751

总页数: 83

文件大小: 4915k

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