1、多溴聯(lián)苯醚(Polybrominated diphenyl ethers，PBDEs)是一種新型持久性有機(jī)污染物(Persistant Organic Pollutants，POPs)，由于其優(yōu)異的阻燃性能，已被廣泛地應(yīng)用于各種消費(fèi)品中，如:電子設(shè)備、海綿家具、建材及紡織行業(yè)等。由于PBDEs的環(huán)境穩(wěn)定性、難降解性和低水溶性，其在環(huán)境中表現(xiàn)出高度的殘留性，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體后富積放大，對(duì)人體和生物造成巨大的危害。隨著PBDEs在環(huán)境和

2、人體中的含量不斷升高，該類化合物所造成的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越受到關(guān)注。植物修復(fù)是生物修復(fù)的重要方面，植物可以抵抗和吸收一定濃度范圍內(nèi)的環(huán)境污染物，并對(duì)污染物的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程發(fā)揮重要作用。目前有關(guān)多環(huán)芳烴(Polycyclic AromaticHydrocarbons，PAHs)和多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls，PCBs)對(duì)植物生長(zhǎng)和生理方面影響已有文獻(xiàn)報(bào)道，但尚缺乏系統(tǒng)深入的研究，對(duì)PBDEs的植物修復(fù)相關(guān)研究尚無(wú)文

3、獻(xiàn)報(bào)道。
　　為了深入了解植物修復(fù)多溴聯(lián)苯醚的分子機(jī)制，本文選用毛白楊組培苗為供試材料，以溴代阻燃劑PBDEs同系物中溴含量最低的化合物4-BDE為靶標(biāo)污染物，對(duì)4-BDE暴露條件下毛白楊組培苗形態(tài)學(xué)、細(xì)胞組織學(xué)、生理生化以及重要基因等相關(guān)應(yīng)答反應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)研究，取得了以下研究結(jié)果:
　　1.形態(tài)學(xué)應(yīng)答反應(yīng)
　　在試驗(yàn)所設(shè)定0～300 mg·L-1的4-BDE暴露條件下，毛白楊組培苗植株生長(zhǎng)緩慢、植株矮小，葉片失綠，葉片

4、面積變小。30 mg·L-14-BDE暴露條件下的組培苗葉片出現(xiàn)白化現(xiàn)象，但隨4-BDE暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，葉片出現(xiàn)復(fù)綠現(xiàn)象。4-BDE暴露條件下毛白楊組培苗的不定根變短粗，數(shù)量增多。
　　2.細(xì)胞組織學(xué)應(yīng)答反應(yīng)
　　低劑量3 mg·L-14-BDE暴露條件下毛白楊組培苗葉片、莖和根的損傷不顯著。高劑量30～300mg·L-14-BDE暴露條件下組培苗葉片和莖出現(xiàn)明顯受害狀。隨暴露劑量的增加，主脈明顯變小，葉片上、下表皮細(xì)胞受害

5、，柵欄組織和海綿組織分化不明顯，木質(zhì)部導(dǎo)管分化程度降低，根褐化并出現(xiàn)壞死細(xì)胞。30 mg·L-14-BDE暴露58d時(shí)，葉片內(nèi)重現(xiàn)柵欄組織和海綿組織的分化，葉片主脈的破損現(xiàn)象不顯著。
　　3.生理生化應(yīng)答反應(yīng)
　　4-BDE暴露條件下，葉片色素含量呈先降低后升高的趨勢(shì)。隨4-BDE暴露劑量的升高，葉片的比葉重降低。4-BDE單獨(dú)暴露生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素含量變化顯著，4-BDE協(xié)同0.5 mg·L-1 IBA暴露生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂

6、素含量無(wú)顯著變化。4-BDE單獨(dú)暴露條件下，生長(zhǎng)素含量顯著低于對(duì)照，除iPA含量顯著高于對(duì)照外，其他的細(xì)胞分裂素DHZR和ZR含量顯著低于對(duì)照，細(xì)胞分裂素總含量和生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素比值也顯著低于對(duì)照。用不同濃度梯度的4-BDE對(duì)含有DR5∷GUS應(yīng)答基因的擬南芥幼苗進(jìn)行處理，擬南芥DR5∷GUS對(duì)0.003～3 mg·L-14-BDE暴露均有微弱應(yīng)答，擬南芥DR5∷GUS對(duì)30～300 mg·L-14-BDE暴露無(wú)應(yīng)答。說(shuō)明0.003～

7、3 mg·L-14-BDE暴露條件下，4-BDE對(duì)組培苗有微弱的類植物激素作用。
　　4.基因應(yīng)答反應(yīng)
　　篩選出4-BDE暴露條件下毛白楊組培苗葉和根中差異表達(dá)的防御基因和植物激素類相關(guān)基因，選擇防御基因中的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族部分基因驗(yàn)證其表達(dá)量，得到與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序同樣的結(jié)果。克隆ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族基因0596，構(gòu)建p'Cambia1302-35S-0596-GFP融合表達(dá)載體，得到0596-join蛋白定位于細(xì)胞質(zhì)膜和葉綠

8、體膜上。
　　在毛果楊數(shù)據(jù)庫(kù)中共篩選得到38個(gè)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員，分別分布在亞家族B和亞家族C中，亞家族B中的成員相對(duì)較多。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員中雙分子蛋白相對(duì)較多，包括2個(gè)結(jié)合域和兩個(gè)跨膜域，單分子成員相對(duì)較少，包括1個(gè)跨膜域和1個(gè)結(jié)合域。預(yù)測(cè)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員多定位于細(xì)胞質(zhì)膜，只有2個(gè)亞家族B成員定位于葉綠體，3個(gè)亞家族C成員定位于液泡。毛果楊中38個(gè)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因成員分別位于毛果楊14條染色體中的第1、2、3、

9、4、6、8、10、11、12、14、15、16、17、18號(hào)染色體上，其中第14號(hào)染色體分布較多含有7個(gè)家族成員。0596-join與篩選得到38個(gè)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員中Potri.015G059600蛋白氨基酸序列有相似度較高的比對(duì)結(jié)果，理化性質(zhì)相似、都不含信號(hào)肽、都具有親水性、都含有有5個(gè)跨膜區(qū)、預(yù)測(cè)蛋白都定位于細(xì)胞質(zhì)膜。0596-join和Potri.015G059600蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)有差異。
　　論文首次對(duì)4-

10、BDE暴露條件下毛白楊組培苗生物響應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。植物形態(tài)、細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)、生理生化應(yīng)答反應(yīng)顯示毛白楊組培苗可以吸收、轉(zhuǎn)移并修復(fù)4-BDE;一定劑量的4-BDE可以促進(jìn)毛白楊組培苗不定根的分化;轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)4-BDE可以顯著影響植物修復(fù)外源有害化合物相關(guān)的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶基因、P450蛋白基因以及五大類內(nèi)源激素相關(guān)基因和其他防御基因的表達(dá);0596基因克隆、瞬時(shí)表達(dá)發(fā)現(xiàn)該蛋白定位于葉綠體膜和細(xì)胞質(zhì)膜;有關(guān)研究成果是