邻苯二甲酸二丁酯（DBP）胁迫的黄瓜生态毒理学响应及表达差异蛋白质组学研究

Di-n-butyl phthalate (DBP), listed as an environmental priority pollutant, is an important compound of phthalic acid esters (PAEs), which has higher biological toxicity. Continuous use of agricultural films may involve risks and hazards to humans, animals and the environment. Although the problems of DBP residues in vegetables have become the hot issues in the current study, however, from the ecological point of view, assessment of the ecotoxicological effects of DBP on plant molecular, cellular and individual properties, and also from the aspect of plant response characteristics, researches to explicate proper understanding of the mechanisms of DBP stress are still rare. This project aims to investigate the effect of DBP on the germination, physical and chemical indexes, fruit qualities and cytoarchitecture of cucumber, as well as the accumulation of DBP in cucumber, in order to construct the risk assessment system of DBP contamination and elucidate the ecotoxicological effects of DBP on cucumber. Incorporated with proteomics and gene cloning, these results thereby will not only lay the foundation to determine the molecular mechanisms involved in ecotoxicological response of DBP stress in cucumber, but also provide a new perspective on biological pathways and molecular functions of the ecotoxicology of DBP.

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）是一种重要的酞酸酯类化合物，具有较高的生物毒性，在塑料棚膜中广泛存在，目前蔬菜中DBP残留问题已成为研究的热点问题，然而从生态学角度探索DBP对植物分子、细胞和个体水平的生态毒理学效应，进而从植物特性响应方面了解DBP胁迫机制的研究鲜有报道。为全面认识植物对DBP胁迫应答及其分子调控机制，本项目通过系统研究DBP对黄瓜萌发、理化指标、细胞结构、果实品质的影响和黄瓜对DBP的累积特性，以期构建DBP污染风险评价体系，明确DBP对黄瓜生态毒理学效应；并通过蛋白质组学和基因克隆技术，探明DBP胁迫黄瓜生态毒理学应答分子机制，从而为植物对DBP生态毒理学响应及分子调控机制奠定基础。

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）是一种重要的酞酸酯类化合物，具有较高的生物毒性，是塑料农膜的主要成分。由于农膜在中国农业生产中广泛使用，导致废旧农膜进入农业用地及周边环境，并持续向农业土壤中释放PAEs，严重威胁周边环境健康。本项目通过系统研究DBP对黄瓜萌发、理化指标、细胞结构、果实品质的影响和黄瓜对DBP的累积特性，优化DBP污染风险评价体系，明确DBP对黄瓜生态毒理学效应；并通过蛋白质组学和基因克隆技术，探明DBP胁迫黄瓜生态毒理学应答分子机制，结论如下：.1）探明DBP对植物产生的毒理学效应。发现DBP对黄瓜的生理代谢抑制作用显著，证实黄瓜生长与DBP胁迫存在明显剂量-效应关系。浓度高于10 mg/kg的DBP显著抑制黄瓜萌发；DBP胁迫明显降低果实品质；DBP浓度高于40 mg/kg时，黄瓜抗氧化酶系统崩溃，导致细胞内多种细胞器损伤。.2）阐释了DBP在黄瓜植株累积的变化规律。土壤中DBP浓度随着时间延长迅速降低，黄瓜各器官对DBP的积累表现为：根系>地上部分>果实。黄瓜植株对DBP表现出明显生物富集现象以及一定的生物转运能力。.3）优化DBP污染风险评价体系。对DBP经摄食途径产生的潜在健康风险评价，尽管黄瓜果实中DBP残留量在可接受的范围内，DBP污染未对人群产生明显的非致癌健康危害，但其潜在的健康风险仍不容忽视。.4）通过蛋白质组学分析阐明黄瓜对DBP胁迫的分子应答机制。利用 iTRAQ 蛋白质组学技术构建了DBP处理条件下黄瓜应答的蛋白表达谱。通过比较DBP胁迫与对照处理的蛋白表达情况，共筛选得到 337个差异表达蛋白质，共涉及103 条pathway代谢途径。构建了黄瓜应答 DBP胁迫相关蛋白质的质谱多反应监测方法，发现类黄酮合成途径是黄瓜对DBP胁迫应答的关键途径。.5）成功克隆了黄瓜MYB基因，并进行功能分析。该研究成功克隆了黄瓜的MYB基因，命名为dnMYB4。实时荧光定量PCR分析表明dnMYB4在不同DBP胁迫处理的黄瓜叶片均有表达，dnMYB4的表达量表现出明显的剂量-效应关系，dnMYB4的表达受DBP胁迫的诱导，dnMYB4基因主要在黄瓜适应低DBP胁迫的过程中发挥作用。