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雙酚A影響黃瓜葉片光合特性的機理

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雙酚A(BPA)是工業生產樹脂、塑料以及涂料的原料,盡管BPA半衰期較短,但因其大規模的生產和廣泛使用,目前BPA在環境中已無所不在,已成為全球性環境問題。BPA不僅影響動物的內分泌系統,也抑制植物葉片的光合作用。

在以往BPA對高等植物的研究中,均使用灌根的方法進行處理。這種研究方法不能區分BPA是直接抑制植物葉片的光合作用,還是通過影響根系功能進而間接影響植物葉片的光合作用。

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本研究中僅對黃瓜葉片進行浸泡處理,而未對根系進行處理,研究BPA對葉片的光合熒光活性的影響并分析其作用機理。在此研究中使用美國PP Systems公司制造的便攜式光合作用測定系統CIRAS-3、英國Hansatech公司制造的脈沖調制式熒光儀FMS-2多功能植物效率分析儀M PEA,測量了BPA處理后黃瓜葉片的光合熒光活性并進行了深入的分析。

研究發現,黑暗條件下,PSⅡ和PSⅠ對BPA不敏感;在光下BPA處理會嚴重抑制PSⅡ而非PSⅠ。同時BPA也抑制CO2同化,但當阻斷CO2同化時,BPA對PSⅡ的抑制作用也消失了。在光下,BPA處理會導致葉片中H2O2的過量積累。在低氧濃度(2%)下,BPA處理不會引起PSⅡ的光抑制,同時研究也發現BPA處理后PSⅡ的光抑制取決于D1蛋白的周轉。

   結果表明,BPA可直接抑制葉片光合作用。但BPA不直接損傷PSⅡ,而是通過抑制CO2同化,且在光照條件下強烈抑制電子傳遞效率,進而導致H2O2的大量積累,過量積累的活性氧(ROS)會抑制D1蛋白的周轉進而加重了PSⅡ的光抑制。

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