环境中纳米TiO_2对拟南芥生长及相关基因表达的影响

为探讨环境中纳米TiO_2毒性产生的机制,本试验以拟南芥为材料,研究不同浓度(0.05、0.10、0.50、1.00、1.5 0 mg·L~(-1))的纳米二氧化钛(TiO_2)对拟南芥种子萌发、生长和相关基因转录水平的影响。结果表明,与对照组(CK)相比,1.00 mg·L~(-1)和1.50 mg·L~(-1)纳米TiO_2处理下,种子的发芽率、发芽势及发芽指数均受到抑制;幼苗株高、叶面积、叶绿素含量降低,根长、根系活力均呈上升趋势;根中植物生长素吲哚乙酸(IAA)含量呈上升趋势,脱落酸(ABA)含量呈下降趋势。在1.50 mg·L~(-1)处理下,叶片中IAA和ABA含量分别呈下降和上升趋势。Lhcb3、CAO、Rubisco、RCA基因mRNA表达量呈先上升后下降趋势。纳米TiO_2可以减缓拟南芥种子的萌发,抑制光系统II活性、碳同化和光合碳代谢,降低光合作用效率,进而抑制拟南芥的生长。本研究结果为探讨纳米TiO_2对植物毒性影响的分子机理及其在生态环境中的生物效应提供了理论依据,也为纳米材料环境安全评价提供了参考。