摘要
纳米材料在工农业等领域的广泛应用导致它们会通过多种途径进入土壤环境。纳米材料独特的理化性质会对生长在土壤中的植物产生毒性效应，并通过生物链传递，对生态系统和人体健康产生危害，而植物对纳米颗粒在环境中的最终命运和迁移中起着关键作用，因此了解植物与纳米材料之间的相互作用显得很重要。 本文首先研究了纳米氧化锌(nZnO)和多壁碳纳米管(MWCNTs)单一污染对拟南芥的影响，结果表明：两种纳米材料单一污染都对拟南芥有毒性效应，且nZnO的毒性大于MWCNTs。接着，研究了同时添加nZnO和MWCNTs两种纳米材料二元复合污染对拟南芥的影响和机制。结果表明：二元复合纳米材料对拟南芥的毒性效应更加显著，且两种纳米材料起协同作用。拟南芥的主根和下胚轴的生长受到了抑制，叶绿素含量减少，丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量均显著增加，谷胱甘肽(GSH)含量减少，超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性显著升高，过氧化氢酶(CAT)活性降低;与SOD、CAT、GSH和GR相关基因的表达量均发生了变化。基因FSD1和FSD2在拟南芥茎中的表达量上调，基因FSD2、CSD1、MSD1和FSD1在根中的表达量上调，导致SOD活性的升高;基因CAT3表达量下调，导致CAT活性的降低;基因GSH1和GSH2表达量下调，导致GSH含量的减少;基因GR1表达量上调，导致GR活性的升高。结果说明nZnO和MWCNTs单一及二元复合污染使拟南芥的生长发育受到了抑制，体内的抗氧化防御系统遭到了破坏、基因表达呈现差异性，并且与单一纳米材料污染相比，二元复合污染对拟南芥的联合毒性更为显著。 本文通过研究nZnO和MWCNTs单一及二元复合污染对拟南芥的影响，并在基因转录层面上分析拟南芥对nZnO和MWCNTs二元复合污染的反应，为纳米材料污染诊断评价和风险管理提供理论指导，补充和完善了纳米材料污染物的生态毒理学基础数据。
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