硒对植物体内汞的生物学行为及效应的影响

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1、圃密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文硒盟撞物签凼丞的生物堂i量为丞塑应的墅蛔作者姓名：赵里至指导教师：苤查羞班究虽学位类别：理堂蝗±学科专业：生物玉扭丝雯培养单位：史国銎堂陵基篚物理塑窒逝2013年04月EffectsofSeleniumontheBiologicalBehaviorsofMellcuryinPlantsBy—JiatingZhaoADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcad

2、emyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofBioinorganicChemistryInstituteofHighEnergyPhysicsChineseAcademyofScience04，2013竹究生学位论文声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其

3、他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。签名：关于学位论文使用投权的说明本人完全了解中国科学院高能物理研究所“关于中国科学院高能物理所研究生论文及研究成果使用权的规定"(2001)高发研生字第315号文件，即：高能物理研究所拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包括：(1)已获学位的研究生必须按规定提交学位论文，高能物理研究所可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文；(2)为教学和科研目的，高能物理研究所可以将公开的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所供科研人员阅读，或在所内网站供科

4、研人员浏览部分内容；(3)根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，向国家图书馆等相关部门报送可以公开的学位论文。签名：日期：些：三：￡12≥摘要汞是毒性最强的重金属元素之一。因人类的活动释放到环境中的汞经生物富集和食物链放大会严重威胁人体健康。硒是一种重要的生物必需微量元素，对汞的生物毒性具有拮抗作用，而过量的硒对人体有毒害作用。汞和硒主要可通过食物进入人体，植物处于食物链的最底层，是人类最直接、最广泛的食物来源。农作物对汞和硒的吸收和蓄积直接关系到食品安全问题。在我国贵州万山地区汞矿开采、燃煤等人为活动

5、已经造成当地较为严重的汞污染和一定程度的硒污染。本论文主要模拟硒汞复合污染环境，研究了硒和汞的植物毒性效应及二者之间的相互影响，研究了硒对植物体内汞的吸收、分布、转运、蓄积和化学种态的影响，揭示了硒和汞植物毒性相互影响的可能途径，并初步探讨了通过植物修复汞污染土壤的可能性。主要研究成果如下：1．研究了硒和汞对大蒜的植物毒性以及二者毒性之间的相互影响。结果表明：低剂量的硒和汞均能促进大蒜生长，高剂量的硒和汞均能抑制大蒜生长，且相同剂量条件下毒性H92+>>Se03二>Se04。>>Nano．Se；二者对大蒜的植

6、物毒性之问表现为相互抑制，且剂量越高抑制效果越显著，不同种态的硒对汞的植物毒性抑制作用Nano．Se>Se032’>Se042‘。2．通过测定大蒜各组织中汞和硒的含量研究了植物对汞和不同种态硒的吸收、转运情况以及二元素间的相互影响。结果表明：低剂量汞(硒，Se032‘)暴露时，随着硒(汞)浓度的增大，大蒜各组织中汞(硒)含量逐渐增加：高剂量汞(硒)暴露时，随着硒(汞)浓度的增大大蒜体内汞(硒)的含量逐渐降低。硒对高剂量汞(>1mg／L)暴露植物对汞的吸收和转运表现出较强的抑制作用，且硒对汞的植物吸收和转运的抑

7、制效应Nano．Se>SeO，各>SeOZ一。3．利用SR-llXRF元素二维成像技术研究了硒对大蒜各组织中汞的分布和蓄积的影响。结果表明：在根部汞和硒主要分布在表皮和中柱部位；在茎部汞主要分布在表皮，硒主要分布在中柱；在叶部，汞从叶基部到叶尖部逐渐增多，硒逐渐减少；加硒能够显著降低根和叶部汞的蓄积，茎部汞含量有所增加。反应出大蒜对汞和硒有不同的吸收和运输方式。硒对植物体内汞的生物学行为及效应的影响4．利用XANES研究了硒对大蒜各组织中汞的化学种态的影响。结果表明：大蒜根、茎和叶中的汞主要以类似于Hg-Me

8、t和Hg-GSH的结合形式存在，少量以无机汞离子形式存在；从根到叶有机汞含量逐渐增大，无机汞含量逐渐减少。硒的存在提高了Hg-Met结合形式的含量，降低了无机汞离子的含量，并且在根部有少量HgSe形成。纳米硒对汞的化学种态影响较小，主要通过降低植物对汞的吸收拮抗汞的植物毒性。5．研究了硒对汞的水稻毒性以及水稻对汞的吸收、分布、蓄积和化学种态的影响。结果表明：二元素对水稻生长的影响以及硒对汞的水稻毒性