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硫化镉量子点影响拟南芥的生理和形态

DOI:10.1016/j.chemosphere.2019.124856 期刊:Chemosphere 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: 研究了CdS量子点(QDs)与镉离子对拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)的毒性差异机制。实验设置CdS QDs浓度为40和60 mg L-1,CdSO4·7H2O浓度为76.9和115.2 mg L-1,在暴露后第5、20、35天(T5、T20、T35)进行毒性评估。通过检测非酶促氧化应激生理参数(包括呼吸效率、总叶绿素、类胡萝卜素、ABTS和DPPH自由基清除能力、总酚含量、谷胱甘肽氧化还原状态及脂质过氧化)评估氧化应激水平,采用原子吸收光谱法测定植物体内总镉含量,利用低真空环境扫描电镜(ESEM)结合X射线微区分析(EDX)原位观察根叶形态及元素分布。该综合方法揭示了纳米级CdS QDs具有区别于CdSO4的独特植物毒性:分析表明CdS QDs与镉离子的效应受植物发育阶段调控,从T20至T35期处理显著影响植物发育(CdS QDs尤其诱发早花现象);两种处理均导致根部铁积累但强度不同,而CdS QDs还伴随叶片锰含量升高;CdSO4引发的氧化应激显著强于量子点处理,尤其前者导致更严重的呼吸损伤及叶绿素/类胡萝卜素含量下降;两类处理对根叶形态的影响存在差异。
作者: Marta Marmiroli,Francesca Mussi,Luca Pagano,Davide Imperiale,Giacomo Lencioni,Marco Villani,Andrea Zappettini,Jason C. White,Nelson Marmiroli
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研究概述 实验方案 设备清单

为理解CdS量子点与镉离子对拟南芥毒性的差异机制,重点研究它们在不同发育阶段对植物生理和形态的影响。

硫化镉量子点(CdS QDs)与镉离子在拟南芥中表现出不同的毒性机制,对植物生理和形态产生差异化影响。CdS QDs会诱导提前开花并造成独特的根系畸形,而硫酸镉(CdSO4)则引发更强的氧化应激。该研究强调在毒性评估中需考虑发育阶段的影响。

该研究以拟南芥为对象,其发现可能不直接适用于其他植物物种。实验条件受控,可能无法完全反映自然环境条件。

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