2,4,6-三溴苯酚在水稻体内生物转化过程及其 II 相代谢产物区隔化特征
文献类型:学位论文
作者 | 张 青 |
答辩日期 | 2020-12 |
文献子类 | 博士后 |
授予单位 | 中国科学院生态环境研究中心 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 江桂斌 ; 刘稷燕 |
关键词 | 2,4,6-三溴苯酚,水稻幼苗和细胞,植物代谢,Ii 相代谢产物,分泌过程,区隔化,植物解毒 2,4,6-tribromophenol, Rice Plants And Cells, Plant Metabolism, Phase Ii Conjugates, Plant Excretion, Spatial Compartmentation, Plant Detoxification |
学位名称 | 博士后 |
学位专业 | 环境科学 |
其他题名 | MUTIPLE METABOLIC PATHWAYS OF 2,4,6-TRIBROMOPHENOL IN RICE PLANTS AND THE SPATIAL COMPARTMENTALIZATION OF ITS PHASE II CONJUGATES |
英文摘要 | 环境介质中溴酚的来源具有多样性,包括海洋生物的天然合成、人工生产和 使用、以及其它溴代污染物的环境转化。本研究选取环境介质中丰度较高的 2,4,6- 三溴苯酚进行水稻幼苗的水培暴露,利用高分辨液相和气相色谱-质谱联用技术, 结合疑似靶标分析方法,系统地探讨了 2,4,6-三溴苯酚在水稻幼苗体内的代谢过程。 经过 5 d 水培暴露,幼苗体内发现了 40 种三溴苯酚的代谢产物,其中包括脱溴、 羟基化、甲基化、硫酸化和糖基化代谢产物。三溴苯酚在水稻幼苗体内形成了 23 种糖基化的 II 相代谢产物,表明 II 相代谢过程在水稻代谢三溴苯酚的过程中可能 具有重要地位。。此外,2,4,6-三溴苯酚与其羟基化或脱溴代谢产物在水稻体内通过 偶联反应过程,形成七种具有较高毒性效应的羟基多溴联苯醚(OH-PBDEs)和多溴 代二苯并二恶英(PBDDs)或多溴代二苯并呋喃(PBDFs)。上述研究结果揭示了环境 介质中 PBDDs 和 PBDFs 等持久性溴代有机污染物的新来源。 进一步关注 2,4,6-三溴苯酚在水稻体内的 8 种主要 II 相代谢产物。即三溴苯酚 硫酸化代谢产物 TP408和糖基化代谢产物 TP490、TP532、TP576、TP622、TP652、TP694 和 TP738(其中 TP408 和 TP490 生成量最多)的生成时间变化趋势和组织分布特征。 发现水稻对于三溴苯酚硫酸化和糖基化代谢产物具有显著不同的迁移和固定行为: 相较而言,糖基化代谢产物(TP490、TP532、TP576、TP622、TP652、TP694 和 TP738) 主要富集(固定)于水稻幼苗根部,整个暴露期间,并未发生向地上部分的迁移, 而不同的是,硫酸化代谢产物(TP408)在水稻根部合成后能通过木质部液滴向上 运输至水稻叶鞘和叶片;此外,TP408 和 TP490均在水培溶液中大量检出。 为了探究 2,4,6-三溴苯酚在水稻体内进行了 II 相代谢后的 III 相代谢过程,我 们在细胞水平上深入研究了 2,4,6-三溴苯酚代谢特征。2,4,6-三溴苯酚经硫酸化和糖 基化代谢过程在水稻悬浮细胞系(离体模型)中形成了 6 种硫酸化和糖基化 II 相 代谢产物,分别为 TP408、TP490、TP532、TP652、TP694 和 TP738,与活体暴露体系比 较, TP408 和 TP490 在细胞暴露体系同样是生成量最大的产物,但 TP576 和 TP622 并 未检出。整个暴露阶段,硫酸化代谢产物(TP408)呈现先增加后趋近于平稳的趋 II 势。TP490 在暴露初期大量形成,由于其进一步参与后续代谢过程,随后呈现快速 下降趋势。进而,我们首次揭示了主要分布于培养溶液中的 TP408 和 TP490 来源于 细胞的分泌和排出过程,有效地减少了 2,4,6-三溴苯酚在细胞内的富集。 最后,对水稻悬浮细胞进行酶解,获得了细胞的不同细胞器,研究了细胞内 II 相代谢产物的固定和区隔化行为(III 相代谢过程)。发现硫酸化产物 TP408在细胞 内形成后,仅以可萃取结合形态赋存于细胞壁,即硫酸化产物不被细胞壁固定, 可以进行跨膜运输,从而完成植物体内的向上迁移,而糖基化产物是以可萃取结 合态和残留结合两种形式赋存于细胞壁,即可以被部分地固定在细胞壁中。而另 有一部分糖基化产物还会经转运蛋白运输过程,进入液泡,被隔离在液泡中,从 而阻止其在植物体内的迁移过程。而糖基化和硫酸化产物均能通过水稻分泌和排 出方式进入质外体,进而外排到培养溶液中。水稻细胞通过合成 2,4,6-三溴苯酚水 溶性较强的 II 代谢产物,以及对不同代谢产物的不同策略,即后续的排出、固定 和区隔化过程,有效降低了三溴苯酚对水稻造成的潜在植物毒性效应。 |
页码 | 97 |
源URL | [https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47147] ![]() |
专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 张 青. 2,4,6-三溴苯酚在水稻体内生物转化过程及其 II 相代谢产物区隔化特征[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020. |
入库方式: OAI收割
来源:生态环境研究中心
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