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双酚A影响黄瓜叶片光合特性的机理

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双酚A(BPA)是工业生产树脂、塑料以及涂料的原料,尽管BPA半衰期较短,但因其大规模的生产和广泛使用,目前BPA在环境中已无所不在,已成为全球性环境问题。BPA不仅影响动物的内分泌系统,也抑制植物叶片的光合作用。

在以往BPA对高等植物的研究中,均使用灌根的方法进行处理。这种研究方法不能区分BPA是直接抑制植物叶片的光合作用,还是通过影响根系功能进而间接影响植物叶片的光合作用。

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本研究中仅对黄瓜叶片进行浸泡处理,而未对根系进行处理,研究BPA对叶片的光合荧光活性的影响并分析其作用机理。在此研究中使用美国PP Systems公司制造的便携式光合作用测定系统CIRAS-3英国Hansatech公司制造的脉冲调制式荧光仪FMS-2多功能植物效率分析仪M PEA,测量了BPA处理后黄瓜叶片的光合荧光活性并进行了深入的分析。

研究发现,黑暗条件下,PSⅡ和PSⅠ对BPA不敏感;在光下BPA处理会严重抑制PSⅡ而非PSⅠ。同时BPA也抑制CO2同化,但当阻断CO2同化时,BPA对PSⅡ的抑制作用也消失了。在光下,BPA处理会导致叶片中H2O2的过量积累。在低氧浓度(2%)下,BPA处理不会引起PSⅡ的光抑制,同时研究也发现BPA处理后PSⅡ的光抑制取决于D1蛋白的周转。

   结果表明,BPA可直接抑制叶片光合作用。但BPA不直接损伤PSⅡ,而是通过抑制CO2同化,且在光照条件下强烈抑制电子传递效率,进而导致H2O2的大量积累,过量积累的活性氧(ROS)会抑制D1蛋白的周转进而加重了PSⅡ的光抑制。

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