环境浓度微囊藻毒素-LR对水稻生态毒性效应研究开题报告

全文总字数：1451字

1. 研究目的与意义

研究水稻对微囊藻毒素的吸收情况及其对水稻的毒性机制，对阐明微囊藻毒素对水稻的光合作用影响特点和作用机制有重要意义，在分子水平阐明微囊藻毒素对水稻毒性作用特点及作用机理

2. 国内外研究现状分析

前国内外大多数研究集中在微囊藻毒素（microcystin，简称 mc）对野生动物、家禽、家畜的毒害以及对人类健康影响上，在mc的产生、检测、环境行为、对陆生生物的毒性等方面进行了大量研究，但有关mc对陆生高等植物的研究则相对较少。

研究发现，mc-lr 在饮用水安全推荐值（1.0μg/l)作用下即可在水生植物苦草叶片中累积，导致叶片过氧化损伤、可溶性蛋白含量显著下降，叶绿素含量下降且chla/chlb比值发生改变，并引起叶肉细胞中叶绿体等细胞器产生超显微结构损伤，这表明mc-lr能显著影响水生植物的生长发育和光合作用。

从已有的研究报道看来，不同作物对微囊藻毒素的耐受度和响应情况并不一致，还没有研究报道对此给出明确地解释，且对牵涉其中的mc对植物毒性机制缺乏深入挖掘。

3. 研究的基本内容与计划

针对农业灌溉用水中微囊藻毒素对水稻产生不利影响，拟采用现代分析技术和分子生态毒理学方法，以水稻：日本晴为受试生物，开展以下研究：　　　微囊藻毒素胁迫对水稻的生态生理学效应影响研究：采用水培法，以不同浓度的微囊藻纯毒素MC-LR为受试物，选择水稻为受试生物，在测试暴露毒素浓度的基础上，考察微囊藻毒素胁迫对水稻种子发芽率、叶和根的生长发育的影响；采用紫外分光光度法研究微囊藻毒素对水稻幼苗自由基（超氧阴离子自由基等）累积量和分布；采用紫外光度法和现代分子生物学手段，研究微囊藻毒素胁迫对水稻幼苗叶片和根中蛋白酶/肽酶、淀粉酶、脱氢酶、硝酸盐还原酶活性的影响，对植株蛋白含量和氨基酸含量的影响，以期研究毒素对水稻光合作用的影响；　　　（2）微囊藻毒素胁迫对水稻幼苗叶片基因表达谱影响：提取并纯化经过不同浓度MC-LR处理的水稻叶片中的mRNA，合成cDNA，运用基因芯片技术，研究微囊藻毒素暴露后水稻幼苗叶片特定基因表达谱的变化特征，预测可能的毒效应机制途径，并结合自由基水平变化，从基因转录水平上进一步探讨其作用方式。

4. 研究创新点

特色：本研究围绕含蓝藻水华湖水用于田间灌溉及蓝藻资源回收田间利用的现实，主要研究微囊藻毒素对农作物光合作用相关生理生化指标的影响及作用机制，将传统毒理学方法、分子生物学、基因组学等方法相结合，从分子、细胞和个体水平较系统地建立起微囊藻毒素对水稻的光合作用影响研究的方法学，并应用生态毒理因组学等前沿生态毒理技术，初步阐明微囊藻毒素对水稻光合作用的影响机制。

创新：采用低浓度长期胁迫的水培染毒方式，系统研究微囊藻毒素对水稻可能产生的光合作用影响，并应用基因芯片技术探索该过程中的作用机理，对微囊藻毒素毒理学研究领域起了重要的补充作用。