单壁碳纳米管材料(SWCNTs)对水稻的植物毒性效应的研究

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近年来，随着纳米技术的快速发展，碳纳米管(CNTs)作为一种新型的纳米材料，因其具有大的比表面积和高表面能，而被广泛地应用于工业领域。然而，在碳纳米管(CNTs)材料的生产、应用和处理等过程中，CNTs将不可避免的进入到大气、水和土壤环境中，可能对生态系统结构和功能产生潜在的负面影响。水稻是人类赖以生存的农作物，进入到环境中的CNTs会被水稻植物吸收，再通过食物链最终进入到人体中，可能会对人体健康造成潜在危险。目前，相关研究主要探索CNTs对人、动物和微生物的毒性效应，而CNTs对植物的毒性效应和致毒机制还不完全清楚。本研究的目的是采用水培实验，通过研究不同浓度的单壁碳纳米管(SWCNTs)(10、20、40 mg/L)对萌发期内水稻的发芽率、根长和幼苗生长期内水稻的鲜重、干重、含水率、叶绿素、可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和脂质过氧化的影响,揭示单壁碳纳米管对水稻的毒性效应，并试图探讨其致毒机制；通过研究水稻植株对单壁碳纳米管的吸收累积，了解单壁碳纳米管进入水稻植株的可能途径以及在水稻植株体中的分布。
　　结果表明，SWCNTs对水稻发芽率没有任何抑制作用，但是会延迟种子的发芽时间；SWCNTs能显著抑制水稻幼苗植株的生长，且随着单壁碳纳米管浓度的增加，水稻根长、鲜重、干重、含水率、叶绿素和可溶性蛋白呈下降趋势。进一步研究表明，SWCNTs引起水稻体内活性氧自由基(ROS)含量的变化，进而导致超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)抗氧化酶活性升高，对水稻造成过氧化损伤，导致脂质过氧化。另外,通过透射电镜观察(TEM)分析，发现SWCNTs颗粒分布在水稻幼苗根尖表皮细胞的细胞壁中,这表明水稻幼苗通过根吸收了SWCNTs颗粒。

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作者
袁刚强;
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作者单位

湖南大学;

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授予单位湖南大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名龚继来;
年度 2015
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类特种结构材料;农作物;
关键词
碳纳米管; 水稻; 叶绿素; 抗氧化酶; 植物毒性;

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