Page 182 - 《广西植物》2025年第5期
P. 182

9 8 6                                  广  西  植  物                                         45 卷
            动上ꎮ Li 等 ( 2020aꎬ b) 添 加 500、 1 000、 2 000、        处理浓度增加而显著上升ꎬ并且发现参与 ROS 清
            5 000 ngL 的 PFOA 和 PFOS ( PFOA ∶ PFOS 为          除的酶编码基因( CAT2、APX1、sAPX、Fe ̄SOD) 均
                         ̄1
            1 ∶ 1)联合处理水培生菜 28 dꎬ根和叶的生物量均                       大幅下调ꎬ酶活性测定也表明 PFOA 处理的地上部
            未发生明显改变ꎬ而代谢组学研究表明许多代谢                              酶活性显著低于对照ꎮ Zhang 等(2022) 研究发现
            物却发生了显著变化ꎮ 在叶中ꎬ多种金属离子如                             PFOA 和 PFOS 通过调控生长素合成及信号通路
               +                    +                    2+
            Na ( 15. 4% ~ 47. 8%)、 K ( 8. 1% ~ 10. 0%)、 Mg     基因表达ꎬPFOS 还通过调控脱落酸信号通路基因
                                  2+                     2+    表达ꎬ影响拟南芥根中生长素与脱落酸的含量及
            (14. 2% ~ 23. 9%)、 Cu ( 12. 6% ~ 20. 2%)、 Fe
                                 2+                      6+
            (1. 8% ~ 25. 6%)、 Ca ( 3. 8% ~ 21.3% ) 和 Mo        信号传导ꎬ对拟南芥根顶端分生组织的细胞分裂
                                                         2+
            (10. 4% ~ 17. 9%) 均 有 不 同 程 度 下 降ꎬ 而 Zn            产生抑制ꎬ从而抑制主根生长ꎮ 可见ꎬ随着 PFASs
            (7.4% ~ 24.2%) 却明显增加ꎬ这些金属离子浓度                      在植物体内的积累ꎬ其体内基因表达、生化代谢等
            的变化会导致下游相关代谢发生改变ꎻ进一步分                              会随之改变ꎬ最终体现在植物生理指标及表型上ꎬ
            析结果表明氨基酸、肽类、脂肪酸和脂类等代谢物                             表现出 PFASs 的植物毒性( Yang et al.ꎬ 2015ꎻ Li
            含量降低ꎬ而嘌呤及嘌呤核苷含量却明显上升ꎻ植                             et al.ꎬ 2021bꎻ Zhang et al.ꎬ 2022)ꎮ
            醇(14.8% ~ 77.0%) 和脱落酸(60.7% ~ 73.8%) 含             1.5 植物对 PFASs 的转运机制
            量大幅度降低ꎬ将导致光合作用及信号传导发生                                  植物对化学物质的摄取主要通过跨膜的扩散
            改变ꎻ检测到多酚及酚类抗氧化物质的含量升高                              及载体介导的运输ꎬ如果一种物质其浓度依赖的
            等ꎬ这些代谢的变化为生菜应对 PFOA 和 PFOS 的                       摄取动力学符合米氏方程ꎬ就说明该运输过程涉
            氧化胁迫伤害提供了物质基础( Li et al.ꎬ 2020a)ꎮ                  及载体介导的运输( Zhan et al.ꎬ 2010)ꎮ 2ꎬ4 -二
            在根中ꎬ许多关键代谢产物ꎬ如抗氧化剂、脂质、氨                            硝基酚(2ꎬ4 ̄dinitrophenolꎬ 2ꎬ4 ̄DNP) 是氧化磷酸
            基酸、脂肪酸、碳水化合物、亚麻酸衍生物、嘌呤和                            化及质子跨膜电化学梯度的解偶联 剂ꎬWang 等
                                                  ̄1            (2020b)用 0.5 mmolL 的 2ꎬ4 ̄DNP 处理泽泻可
                                                                                      ̄1
            核苷都发生了显著变化ꎻ在 5 000 ngL 的 PFOA
            和 PFOS 处理下ꎬ根中三羧酸循环受到扰动ꎻLi 等                        以降低 PFOS 和 PFOA 的吸收( 分别为 14. 4% 和
            (2020b)分析结果表明生菜根通过改变细胞膜组                           24.1%)ꎬ说明泽泻对 PFOS 和 PFOA 的摄取是耗
            成、对信号分子调控、增强无机氮固定、碳氮代谢                             能的载体介导运输ꎮ 甘油和硝酸银是水通道蛋白
            重塑、能量代谢的调整、抗氧化剂合成的激活和上                             抑制 剂ꎬ 它 们 可 以 显 著 降 低 PFOS ( 25. 3% ~
            调嘌呤代谢等多种策略来应对 PFASs 产生的氧化                          30.9%)和 PFOA(22.3% ~ 33.9%) 的摄取ꎬ表明水
            胁迫ꎮ                                                通道蛋 白 可 以 转 运 PFASs 化 合 物ꎮ 9 - 蒽 甲 酸
                 PFASs 会导致植物相关基因的表达水平发生                        (anthracene ̄9 ̄carboxylic acidꎬ9 ̄AC)和 5-硝基-2-
            变化ꎮ Fan 等(2020) 采用 RNA ̄Seq 技术研究拟南                  ( 3 - 苯 丙 胺 ) 苯 甲 酸 [ 5 ̄nitro           2 ̄( 3 ̄
            芥根和地上部在 PFOA 处理下基因的表达变化ꎬ共                          phenylpropylamine) benzoic acidꎬ NPPB] 可以阻断
            发现 1 131 个差异表达基因ꎬ包括地上部 41 个、根                      慢阴离子通道ꎬ4ꎬ 4′-二异硫氰基芪-2ꎬ 2′-二磺
            部 29 个转运蛋白基因被诱导表达ꎬ其中根部和地                           酸盐(4ꎬ 4′ ̄diisothiocyanostilbene ̄2ꎬ 2′ ̄disulfonateꎬ
            上部共同诱导的转运蛋白基因 12 个ꎬ这些转运蛋                           DIDS)可以阻断快阴离子通道ꎮ Wang 等(2020b)
            白极有可能参与根从土壤中吸收 PFOAꎬ或者从根                           研 究 表 明 泽 泻 根 对 PFOS 的 摄 取 可 被 9 ̄AC 和
            到地上部的转运ꎮ 另外ꎬ值得关注的差异表达基                             NPPB 分别减少 11.1%和 27.6%ꎬ对 PFOA 的摄取
            因是参与调控 ROS 水平的基因ꎬ地上部受到的影                           可被 NPPB 和 DIDS 分别减少 23.9%和 16.4%ꎬ并
            响远大于根部ꎬ这与地上部 PFOA 积累量高于根                           且 PFOS 和 PFOA 之 间 存 在 竞 争 效 应ꎬ 这 表 明
            部、地上部生长受到抑制大于根部的结果是一致                              PFOS 和 PFOA 的摄取依赖于相关转运蛋白ꎬ并且
            的ꎬ地上部差异表达基因中有 57 个属于 ROS 诱导                        二者可能共用某些转运蛋白ꎮ Wen 等(2013) 研究
            的特征转录产物ꎬ参与谷胱甘肽合成的谷胱甘肽-                             表明玉米根对 PFOS 和 PFOA 的摄取动力学符合
            S-转移酶基因上调ꎬ采用 qRT ̄PCR 技术验证表明                        米氏方程ꎬ说明玉米根的摄取是载体介导的过程ꎮ
            GSTU9、GSTU24、UGT74E2、OXI1 和 AOX1A 等 ROS            叠氮化钠( NaN ) 和钒酸钠( Na VO ) 是代谢抑制
                                                                             3              3  4
            胁迫标志基因表达水平在拟南芥地上部随 PFOA                            剂 ( Thompson et al.ꎬ 2000ꎻ Krapfenbauer et al.ꎬ
   177   178   179   180   181   182   183   184   185   186   187