發(fā)布時間：2017-12-20 18:38

  本文關(guān)鍵詞：手性除草劑2,4-滴丙酸對擬南芥體內(nèi)氮鐵元素及氣孔行為調(diào)節(jié)的對映體效應(yīng)研究　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：中國作為一個農(nóng)業(yè)大國,也是一個"農(nóng)藥大國",每年都有大量的農(nóng)藥被用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。人們選擇"綠色"手性農(nóng)藥,以期對目標(biāo)植物有更好的效果,并且對非靶標(biāo)生物更加安全和環(huán)境友好;與此同時,農(nóng)藥需求和用量的持續(xù)增加,必然會導(dǎo)致環(huán)境中手性農(nóng)藥殘留的增加。當(dāng)手性農(nóng)藥進(jìn)入生物體內(nèi)時,由于結(jié)構(gòu)上的差異,不同構(gòu)型的對映體會與生物大分子之間發(fā)生不同的作用,最終在靶標(biāo)和非靶標(biāo)生物體中表現(xiàn)出不同的毒性效應(yīng)。因此,研究手性農(nóng)藥對映體的生物活性是有現(xiàn)實(shí)意義的。影響植物生長的因素主要有水分光照以及營養(yǎng)元素等,本研究以常用的手性除草劑2,4-滴丙酸(DCPP)作為研究對象,在對映體的水平上研究了其對擬南芥體內(nèi)氮、鐵元素的調(diào)控以及P450酶的影響,同時研究了氣孔行為的響應(yīng),并探索相關(guān)機(jī)制,為更加準(zhǔn)確地理解DCPP對映體選擇性毒性提供了全新的角度和方法。主要內(nèi)容如下:(1)在對映體的水平上比較了DCPP對擬南芥體內(nèi)氮元素吸收和同化、氨基酸合成和氮穩(wěn)定同位素分餾的影響。結(jié)果表明,(R)-DCPP明顯抑制了擬南芥對NO3-的吸收,促進(jìn)了NH4+的吸收,提高了硝酸還原酶的活性而抑制了亞硝酸還原酶的活性,(S)-DCPP的作用效果相對較小,僅在NH4+的吸收表現(xiàn)出一定程度的促進(jìn)作用,對擬南芥體內(nèi)NO3-→NH4+的轉(zhuǎn)換過程沒有表現(xiàn)出明顯的調(diào)節(jié)作用;DCPP影響了擬南芥體內(nèi)谷氨酸的合成途徑的選擇,其中(R)-DCPP抑制了谷氨酸-谷氨酰胺循環(huán)途徑,促進(jìn)了谷氨酸脫氫酶途徑的氨基化方向,減弱去氨基化方向,保證了谷氨酸的合成,而(S)-DCPP對擬南芥體內(nèi)谷氨酸的合成沒有產(chǎn)生顯著的影響。另一方面,DCPP影響了擬南芥體內(nèi)總氨基酸的含量,其中在谷氨酸和天冬氨酸等6種氨基酸的含量上表現(xiàn)出對映體選擇性。在氮穩(wěn)定同位素分餾方面,比較了不同氮源(NO3-或NH4+)的影響,發(fā)現(xiàn)NH4+會使得擬南芥體內(nèi)氮分餾的數(shù)值更加的負(fù);進(jìn)一步測定DCPP處理對擬南芥體內(nèi)氮分餾的影響,發(fā)現(xiàn)具有除草活性的(R)-DCPP使得氮分餾的數(shù)值更負(fù),而(S)-DCPP與對照組相類似,表明DCPP一定程度上是通過影響擬南芥對NH4+進(jìn)行過量的選擇性吸收,進(jìn)而表現(xiàn)出毒性。(2)P450酶抑制劑1-氨基苯并三唑(ABT)本身對擬南芥沒有明顯的毒性,但是減小了(R)-DCPP的毒性效應(yīng),增強(qiáng)了(S)-DCPP的毒性效應(yīng);擬南芥體內(nèi)活性氧的產(chǎn)量以及相應(yīng)的抗氧化系統(tǒng)也表現(xiàn)出類似的變化趨勢。對于乙酰輔酶A羧化酶(ACCase)損傷方面,在沒有ABT的情況下,(R)-DCPP較(S)-DCPP對ACCase的損傷更大;隨著ABT濃度的增加,(R)-DCPP的毒性效應(yīng)逐漸減小,(S)-DCPP的毒性效應(yīng)開始增大,進(jìn)一步證明P450酶介導(dǎo)了手性農(nóng)藥對映體選擇性效應(yīng)。同時,擬南芥體內(nèi)鐵元素在ABT和DCPP共同存在的體系中分布情況的結(jié)果顯示,ABT能夠緩解(R)-DCPP引起的鐵元素聚集,但是加劇了(S)-DCPP處理下鐵元素的不均勻分布,結(jié)合DCPP的毒性和鐵元素異常分布的相關(guān)性,進(jìn)一步論證了 P450酶和鐵元素在DCPP對映體選擇性效應(yīng)中的作用。(3)在氣孔行為方面,低濃度的DCPP基本不影響擬南芥體內(nèi)氣孔的開閉行為;隨著濃度的增加,具有除草活性的(R)-DCPP顯著提高了植物氣孔的開放程度,而(S)-DCPP沒有表現(xiàn)出明顯的調(diào)節(jié)作用,即DCPP對擬南芥氣孔行為的影響存在對映體選擇性;擬南芥體內(nèi)ROS的產(chǎn)量與氣孔的開放程度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān),即ROS的產(chǎn)量越多,氣孔的開放程度越大;鑒于ROS的累積是DCPP的作用機(jī)制之一,研究結(jié)果為解釋DCPP對映體選擇性效應(yīng)提供了全新的角度和方法。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X592

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本文編號：1313011