γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法技术

本发明专利技术涉及持久性有机污染物毒性评价技术领域，具体公开一种γ‑六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法，即将植物的种子和幼苗分别在不同浓度的γ‑六溴环十二烷对映体溶液中进行暴露，测定暴露后种子的发芽率，测定幼苗根部及地上部中抗坏血酸含量、谷胱甘肽含量以及丙二醛含量。本发明专利技术方法周期短，操作简单，通过测定种子萌发抑制率、抗坏血酸含量、谷胱甘肽含量以及丙二醛含量，能有效比较出(+)γ‑HBCD与(rac)γ‑HBCD对植物毒性的差异以及γ‑HBCD对不同植物的毒性水平。

Evaluation of phytotoxicity of gamma-hexabromocyclododecane enantiomers

The invention relates to the technical field of toxicity assessment of persistent organic pollutants, and specifically discloses a method for evaluating the phytotoxicity of gamma hexabromocyclododecane enantiomers. The method involves exposing the seeds and seedlings of plants to gamma hexabromocyclododecane enantiomer solutions of different concentrations, determining the germination rate of seeds after exposure, and determining the ascorbic acid content and valley in the roots and shoots of seedlings. The content of cysteine and malondialdehyde. The method has the advantages of short cycle and simple operation. By measuring seed germination inhibition rate, ascorbic acid content, glutathione content and malondialdehyde content, the difference of plant toxicity between (+) gamma HBCD and (rac) gamma HBCD and the toxicity level of gamma HBCD to different plants can be effectively compared.

【技术实现步骤摘要】
γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法
本专利技术涉及持久性有机污染物毒性评价
，具体涉及一种γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法。
技术介绍
六溴环十二烷(HBCD)是一种新型溴代阻燃剂，由于其效果好、用量少被广泛应用于纺织业、电子产业及建筑业。HBCD可导致血清甲状腺激素浓度下降、引起肝组织病理学改变，并且具有致畸、致癌的潜力。2013年，斯德哥尔摩公约将其列入持久性有机污染物(POPs)受控名单中，HBCD在环境领域已备受关注。HBCD除了具有POPs持久性、生物积累性、高毒性以及远距离迁移性的特征外还具有手性特征。工业生产的技术级HBCD(tHBCD)是一种化学混合物，其中主要含有α-HBCD、β-HBCD和γ-HBCD三种异构体(其中以γ-HBCD为主，占75％-89％)，每一种异构体又分别含有一对对映体。目前对HBCD毒性研究大多集中在细胞以及动物中，且研究多停留在结构异构体水平上的考察，有关HBCD对植物的毒性尤其在对映体水平上的毒性研究目前较少，导致对其环境风险评估存在偏差。植物是生态系统能量的生产者，研究HBCD对植物的毒性效应，更易于了解HBCD进入生态系统后所产生的影响，为进一步深入探讨HBCD的生态毒理奠定基础。
技术实现思路
针对现有技术对六溴环十二烷(HBCD)对映体对植物生理代谢的影响评估方法容易存在偏差等问题，本专利技术提供一种γ-HBCD对映体植物生理代谢毒性的评价方法，由于(+)γ-HBCD与(-)γ-HBCD相比更易在生物体中富集，且前期研究考察已发现(-)γ-HBCD对植物的毒性与空白相比差异不大，因此本专利技术方法用于评价(+)γ-HBCD与(rac)γ-HBCD对植物代谢的毒性大小。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种γ-HBCD对映体植物毒性的评价方法，其步骤为：将植物的种子和幼苗分别在不同浓度的γ-HBCD对映体溶液中进行暴露，测定暴露后种子的发芽率，测定幼苗根部及地上部中抗坏血酸含量、谷胱甘肽含量以及丙二醛含量。优选地，所述γ-HBCD对映体溶液设置五个浓度梯度，分别为0.5、1.0、2.0、3.0和5.0μg·L-1。优选地，所述种子和幼苗在γ-HBCD对映体溶液中暴露的时间为3d。进一步优选地，所述暴露过程中，每天光照14h，白天温度25℃，夜晚温度20℃。优选地，所述种子胚根和胚芽鞘长度都超过种子长度的一半时即认为发芽。优选地，所述幼苗为发芽4d后的幼苗。优选地，所述幼苗根部和地上部分别加入三氯乙酸，冰浴研磨至匀浆状，离心，检测上清液中的抗坏血酸、谷胱甘肽和丙二醛的含量。进一步优选地，所述离心是在4℃、5000xg下离心15min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种评价γ-HBCD对映体对植物毒性的方法，通过测定种子萌发抑制率、抗坏血酸(ASA)含量、谷胱甘肽(GSH)含量以及丙二醛(MDA)含量，能有效评价出γ-HBCD对植物毒性大小，试验具有周期短，操作简单等优点。目前植物毒性评价中测定较多的为抗氧化酶的含量变化，仅能考察植物抗氧化系统的损伤，毒性评价结果容易出现偏差，而本专利技术中测定了抗氧化物质(ASA与GSH)的变化，从ASA-GSH循环着手，考察了γ-HBCD对植物生理代谢的影响，再结合种子萌发抑制率和MDA含量的测定，可有效比较出(+)γ-HBCD与(rac)γ-HBCD对植物毒性的大小及对不同植物的毒性差异。本专利技术的评价方法中采用水培试验，减少了土壤中其它物质对试验的干扰。附图说明图1是本专利技术实施例1中γ-HBCD对玉米和小麦种子发芽率的影响，其中a为对小麦种子发芽抑制率结果，b为对玉米种子发芽抑制率结果，c为对小麦种子的浓度-抑制率量化关系曲线，d为对玉米种子的浓度-抑制率量化关系曲线；图2是本专利技术实施例2中γ-HBCD对玉米和小麦幼苗的根部和地上部中ASA含量的影响，其中a为对小麦根部的影响，b为对小麦地上部的影响，c为对玉米根部的影响，d为对玉米地上部的影响；图3是本专利技术实施例2中γ-HBCD对玉米和小麦幼苗的根部和地上部中GSH含量的影响，其中a为对小麦根部的影响，b为对小麦地上部的影响，c为对玉米根部的影响，d为对玉米地上部的影响；图4是本专利技术实施例2中γ-HBCD对玉米和小麦幼苗的根部和地上部中MDA含量的影响，其中a为对小麦根部的影响，b为对小麦地上部的影响，c为对玉米根部的影响，d为对玉米地上部的影响。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下实施例中所用(+)γ-HBCD的制备方法为：γ-HBCD标准样品经氮吹仪吹干甲苯，用色谱级甲醇溶解。在高效液相色谱上对γ-HBCD进行对映体拆分，所用的色谱柱为Nucleodeβ-PM手性柱，流动相采用100％甲醇(色谱级)，流动相流速为0.4mL·min-1，紫外检测器波长设为220nm。根据紫外检测器出峰位置和保留时间进行手动收集分离液，得到(+)γ-HBCD，分离液氮吹后甲醇溶解，作为储备液。实施例1γ-HBCD对玉米和小麦种子发芽率的影响选取饱满均匀的玉米和小麦种子于10％H2O2溶液中浸泡15min后用去离子水彻底洗去H2O2，然后将种子放入培养皿中，加入不同浓度梯度(0.5、1.0、2.0、3.0和5.0μg·L-1)的(+)γ-HBCD和(rac)γ-HBCD的甲醇-水溶液作为暴露液(以蒸馏水和甲醇作为空白对照)，盖上盖子，置于27士0.5℃的暗处发芽，每天更换暴露液，每个处理设置3个平行，并重复做3次，暴露3d后，计算玉米和小麦的发芽率。当胚根和胚芽鞘长度都超过种子长度的一半时即认为发芽。实验结果如图1a～图1d所示，可见γ-HBCD暴露后，小麦和玉米种子的发芽率均受到抑制，且相对抑制率均随暴露浓度的增加而增加,且两者之间呈显著的线性相关性(P<0.05)，线性相关系数均大于0.80。且(+)γ-HBCD暴露浓度-相对抑制率的拟合方程斜率均大于(rac)γ-HBCD暴露浓度-相对抑制率的拟合方程斜率，表明(+)γ-HBCD对玉米和小麦种子发芽的抑制程度较高。不同植物之间对γ-HBCD的敏感程度不同，比较拟合斜率，小麦的浓度-抑制率斜率均低于玉米，可见玉米的发芽过程对γ-HBCD更为敏感。甲醇和去离子水的空白对照结果一致，表明溶剂甲醇未对发芽率产生影响(图未示出)。实施例2γ-HBCD对玉米和小麦幼苗中ASA、GSH及MDA含量的影响选取饱满均匀的玉米和小麦种子于10％H2O2溶液中浸泡15min后用去离子水彻底洗去H2O2，随后平铺在湿滤纸上置于27士0.5℃的暗处发芽。发芽4d后，选取长势均一的玉米幼苗转移到盛有150mL不同浓度梯度(0.5、1.0、2.0、3.0和5.0μg·L-1)的(+)和(rac)γ-HBCD甲醇-水溶液的棕色玻璃水培罐进行暴露，玉米每盆放5颗，小麦每盆放20颗，每个处理设置3个平行，并重复做3次，整个暴露期均在人工气候室中进行，每天设14h光照期，白天温度为25℃，夜晚为20℃，每天随机更换幼苗位置以减少光照和温度的差异。每天更换暴露液以避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种γ‑六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法，其特征在于：将植物的种子和幼苗分别在不同浓度的γ‑六溴环十二烷对映体溶液中进行暴露，测定暴露后种子的发芽率，测定幼苗根部及地上部中抗坏血酸含量、谷胱甘肽含量以及丙二醛含量。

【技术特征摘要】
1.一种γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法，其特征在于：将植物的种子和幼苗分别在不同浓度的γ-六溴环十二烷对映体溶液中进行暴露，测定暴露后种子的发芽率，测定幼苗根部及地上部中抗坏血酸含量、谷胱甘肽含量以及丙二醛含量。2.如权利要求1所述的γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法，其特征在于：所述γ-六溴环十二烷对映体溶液设置五个浓度梯度，分别为0.5、1.0、2.0、3.0和5.0μg·L-1。3.如权利要求1所述的γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法，其特征在于：所述种子和幼苗在γ-六溴环十二烷对映体溶液中暴露的时间为3d。4.如权利要求3所述的γ-六溴环十二烷对映体植物毒性的评价方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：武彤，田柳，崔建升，尹姗姗，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13