近日，西北農(nóng)林科技大學資環(huán)學院周健副教授在溶解性有機質(zhì)（dissolved organic matter,DOM）對全氟/多氟化合物（perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances，PFASs）在小麥中的富集轉(zhuǎn)運及轉(zhuǎn)化行為的影響及機制研究方面取得進展。研究“Impact mechanisms of humic acid on the transmembrane transport of per-and polyfluoroalkyl substances in wheat at the subcellular level:the important role of slow-type anion channels”為題在《Environmental science&technology》期刊發(fā)表。論文第一作者博士生劉思謙，通訊作者為周健副教授和祝凌燕教授。
研究通過水培試驗系統(tǒng)闡明了富里酸（fulvic acid,FA）和胡敏酸（humic acid,HA）兩種典型DOM對6:2氯代聚氟烷基醚磺酸鹽（6:2 chlorinated polyfluoroalkyl ether sulfonate，6:2 Cl-PFESA）在小麥中的轉(zhuǎn)化行為的影響及其潛在機制。體內(nèi)暴露（in vivo）和體外培養(yǎng)（in vitro）試驗相結合發(fā)現(xiàn)6:2 Cl-PFESA在小麥體內(nèi)可以發(fā)生還原脫氯生成6:2 H-PFESA，且這一轉(zhuǎn)化過程主要是受到硝酸鹽還原酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶的調(diào)控。轉(zhuǎn)錄組學分析進一步表明FA主要通過調(diào)控小麥根中催化活性、氧化還原酶活性和陽離子結合等相關生理響應促進6:2 Cl-PFESA在小麥中的轉(zhuǎn)化過程。
相比于FA而言，HA對四種PFASs（全氟辛酸（perfluorooctanoic acid，PFOA）、全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonic acid，PFOS）、全氟己烷磺酸（perfluorohexane sulfonic acid，PFHxS）以及6:2 Cl-PFESA）在小麥中的運輸過程具有不同的影響機制。研究發(fā)現(xiàn)，HA通過降低PFASs的生物有效性抑制了PFASs在小麥根部的吸附和吸收。然而，PFASs在植物亞細胞組織分布的結果表明，HA促進了其在小麥根部的跨膜運輸，而在莖部則呈現(xiàn)相反的規(guī)律。通過抑制劑實驗結合轉(zhuǎn)錄組學進一步分析發(fā)現(xiàn)，HA刺激PFASs跨膜轉(zhuǎn)運增加主要受到由與Ca2+依賴性蛋白激酶（Ca2+-CDPK-SLAC1）相互作用的慢型陰離子通道的驅(qū)動。
以上研究揭示了DOM對PFASs在小麥中的富集轉(zhuǎn)運及轉(zhuǎn)化行為的影響及機制。研究結果有利于進一步理解PFASs在植物中的富集遷移和轉(zhuǎn)化過程及其潛在的生態(tài)風險。
該研究得到國家自然科學基金、國家科技部重點研發(fā)計劃項目、國家教育部“111”計劃項目、博士科研啟動經(jīng)費和博士后科學基金等項目支持。
論文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.est.3c00504
2023年9月27日
來源：西北農(nóng)林科技大學
