多壁碳纳米管对水稻幼苗的生理学效应及对1,2,4-三氯苯毒性的缓解

研究多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs;1 g/L)对水稻幼苗生理学反应的影响是否具粒子尺寸依赖效应,并在受试外径范围内筛选出对水稻幼苗生理学反应无不良影响的MWCNTs,探究其在培养基质中的存在能否有效缓解1,2,4-三氯苯(TCB)对水稻幼苗的生理学胁迫作用.结果显示:将水稻幼苗暴露于不同外径MWCNTs(8 nm,20-30 nm, 50 nm)的悬浮液中培养10 d后,与对照相比,8 nm或20-30 nm MWCNTs处理抑制了水稻幼苗的生长,降低了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及叶片光系统II(PS II)光化学活性和叶绿素含量;而根系超氧阴离子(O_2~(·-))积累量和过氧化氢酶(CAT)活性则上升.相较8 nm MWCNTs处理,20-30 nm MWCNTs处理对幼苗上述不良影响有所减轻.然而, 50 nm MWCNTs处理则显著优化了幼苗的生长,维持了根系活性氧(reactive oxygen species,ROS)代谢平衡,并且提高了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量,以及叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量.非TCB处理条件下,添加外源MWCNTs( 50 nm,1g/L)显著提高了根系可溶性糖含量、叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量;与单独TCB(40 mg/L)处理相比,TCB(40 mg/L)+MWCNTs( 50 nm,1 g/L)复合处理显著缓解了TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.上述结果表明,MWCNTs对水稻幼苗的生理效应具有粒子尺寸依赖性,且外径 50 nm的MWCNTs在培养基质中的存在能够显著缓解TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.(图5表4参33)