全 文 ：中国生态农业学报 2014年 9月 第 22卷 第 9期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2014, 22(9): 10021009


* 江苏省普通高校研究生科研创新基金(CXLX13_749)和国家自然科学基金项目(31170477)资助
** 通讯作者: 周青, 主要从事生态毒理方面的研究。E-mail: zhouqeco@126.com
王庆庆, 主要从事生态毒理方面的研究。E-mail: wqing0224@126.com
收稿日期: 20140331 接受日期: 2014-07-09
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.140388
双酚 A对植物影响的研究进展*
王庆庆 聂丽军 王湦曼 王丽红 周 青**
(江南大学环境与土木工程学院 无锡 214122)
摘 要 双酚 A(BPA), 一种典型环境内分泌干扰物, 也是工业生产树脂、塑料以及涂料的原料, 在奶瓶、食
品饮料包装、牙齿固封剂等材料中存在, 因其大规模的生产和广泛使用, 目前 BPA 在环境中已无所不在。近
年来, 国内外学者主要研究了 BPA对动物的影响, 而对植物影响的报道却相对较少。本文综述了 BPA在植物
体内的检测方法、对植物的影响(对种子萌发、植物地下器官、地上器官和藻类的影响等)、对植物影响的机理
(对植物生长、光合作用和抗氧化系统的影响等)和植物修复等 4 个方面, 并指出未来 BPA 对植物影响的研究
重点, 主要包括: 植物代谢、细胞形貌和超微结构、矿质元素及信号转导等的研究, 旨在为后续研究提供参考。
关键词 双酚 A 植物 作用机理 生物修复
中图分类号: X171 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)09-1002-08
Advances in the effects of bisphenol A on plants
WANG Qingqing, NIE Lijun, WANG Shengman, WANG Lihong, ZHOU Qing
(School of Environmental and Civil Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
Abstract As a representative endocrine-disrupting chemical, bisphenol A (BPA) is a raw material used in industrial production of
resin, plastic and coatings. These BPA-containing products are used in feeding bottles, food and drink packaging, water-supply pipes
and teeth enclosed agents. It has been estimated that BPA production will exceed 3.7 million tons per year and global demand for
BPA will increase substantially. Because of its large-scale production and extensive application, a large amount of BPA is
continuously released into the environment. Thus BPA has been found ubiquitously in the environment, causing potential harm to
living organisms. In contrast to vast literature on the effects of BPA on animals, only limited reports have dealt with the effects of
BPA on plants. This paper reviewed the detection methods of BPA in plants, the effects of BPA on plants (including seed
germination and growth of aboveground and underground organs of higher plants, and on the growth of algae), the mechanisms of
BPA action on plants (including changes in cytokinin, nitrogen nutrients, photosynthesis and antioxidant systems), and the
phytoremediation of BPA pollution. Finally, the focus of future research in the field of BPA was proposed. This included the
effects of BPA on plant metabolism, cellular morphology and ultrastructure, mineral elements and signal transduction. This review
provided relevant references on understanding the effects of BPA on plants. It also provided valuable insights into the action
mechanisms of BPA on plants.
Keywords Bisphenol A; Plant; Functional mechanism; Bioremediation
(Received Mar. 31, 2014; accepted Jul. 9, 2014)
双酚 A(bisphenol A, BPA), 学名 2, 2-双(4-羟基
苯基)丙烷, 由丙酮和苯酚缩合而成[1]。BPA 是聚碳
酸酯塑料的单体, 也是聚苯乙烯树脂主要成分。BPA
作为涂层在水管、罐头内壁、食品包装材料、塑料瓶
以及杀真菌剂、抗氧化剂和染料等方面广泛使用[2−3],
迄今仍在开发新用途[4]。全球 BPA 年产量高达 370
万 t, 而年需求量的增速约为 6%~10%[5]。由于 BPA
量高用广, 其排放及污染大气、工业废水、污泥及
垃圾填埋场渗滤液的案例已有报告[6−11]。在日本, 垃
圾渗滤液中 BPA浓度高达 17.2 mg·L−1[12]。在美国仅
2008 年, 超过 577 t BPA 通过制造或加工释放到环
境中, 同时 1 226 t BPA通过异地转移焚毁或转移到
第 9期 王庆庆等: 双酚 A对植物影响的研究进展 1003


市政污水处理厂排放[13]。佛罗里达沿海水域可检测
到 BPA浓度为 4.4~190.0 ng·L−1[14], 内河河水中为 0.2~
13.0 μg·L−1[15], 室内空气中小于 0.1~1.8 ng·m−3[16]。此
外, 因污水和污泥广泛用于灌溉施肥, 导致 BPA 在
土壤中积累[17−18]。尽管 BPA半衰期较短, 但持续释
放使其在环境中存在[17,19], 已成为全球性环境问题。
生命系统暴露在生物活性水平的 BPA 中, 已经是不
争事实[20]。
BPA 作为一种内分泌干扰物, 其化学结构及作
用与雌激素相似。BPA 明显干扰动物内分泌系统及
生殖功能[21−22]。国内外有关 BPA对动物的影响已经
有大量研究报道, 主要集中在 BPA 对动物生殖发
育、遗传物质、免疫系统等毒性研究上[23]。孕妇产
前和产后受 50 mg·kg−1·d−1(美国 FDA规定的人体目
前每日可容忍摄入值)BPA 胁迫后, 会造成新生儿生
殖系统缺陷[24]。当水体中 BPA浓度达到 l μg·L−1时,
可对海洋前腮虫(Nucella lapilus)雄性个体生殖系统
产生不良影响[25]。George等[26]研究表明, BPA具遗
传毒性, 影响细胞分裂; 高浓度 BPA 可改变叙利亚
地鼠(Mesocricetus auratus)胚胎细胞分裂并诱导产
生非整倍体, 从而改变其遗传特征[27]。BPA 还可对
动物免疫系统造成损伤, 如对肝、肾、脾、肺等多
种器官产生损害[28]。苗颂等[29]研究发现, 围生期高
剂量 BPA 暴露 , 明显降低大鼠(Rattus norregicus)
(F344)子代脾脏免疫功能。
与上述研究工作相比, 有关 BPA 影响植物的研
究较为有限。植物作为生态系统创造者, 其生存发
展与生命活动改变将直接或间接影响消费者和分解
者状态, 继而威胁整个生态系统安全。因此, BPA作
为一种内分泌干扰物对植物是否隐含潜在生态风险,
具有研究价值。鉴此, 本文依据国内外研究报道并
结合自己工作, 对 BPA 植物效应与可能作用机理作
一综述, 旨在为系统认识 BPA 对植物的影响及其潜
在生态风险提供借鉴。
1 BPA在植物体中的检测方法
为定量分析 BPA 生理毒性和降解情况, 需对其
在生物体内含量进行测定。目前 , 关于动物体内
BPA含量检测的研究较为普遍, 对植物体内 BPA含
量及代谢产物的检测也已有报道。Watanabe等[30]利
用液相色谱−质谱−质谱联用法(LC-MS-MS)从100多
种园林植物中筛选出有效降解水体中 BPA的植物马
齿苋(Portulaca oleracea), 并检测其体内 BPA 含量
及降解产物, 降解过程如图 1。Lu等[31]在此基础上,
先用酸水解方法释放植物体中雌激素污染物, 然后
利用同位素稀释气相色谱−质谱法(ID-GC-MS)测定生
菜(Lactuca sativa)、番茄(Solanum lucopersicum)、土
豆(Solanum tuberosum)和柑橘(Citrus reticulata)中痕
量 BPA 含量。Niu 等[32]利用液相色谱串联电喷雾正
离子源质谱方法 (LC-ESI-MS/MS), 分析水稻 (Oryza
sativa)、玉米(Zea mays)和普通小麦(Triticum aestivum)
中 BPA 含量, 定量限(0.5 μg·kg−1)只在几个测样品中
检测到 BPA。

图 1 马齿苋降解 BPA的途径[30]
Fig. 1 Pathway of BPA metabolism by Portulaca oleracea
2 BPA对植物的影响
2.1 BPA对种子萌发的影响
种子萌发是胚根、胚芽冲破种皮向外伸长发育
成新个体过程[33], 乃植物生活史起点。研究 BPA对种
子萌发的影响至关重要。Ferrara 等[18]研究表明, 与对
照相比, 10 mg·L−1和50 mg·L−1BPA对蚕豆(Vicia faba)、
番茄、硬质小麦(Triticum durum)和生菜种子萌发无
显著影响。Dogan等[34]指出, 10 mg·L−1和 50 mg·L−1
BPA 处理鹰嘴豆(Cicer arietinum)种子, 萌发未见异
常; 但当 BPA 浓度达到 100 mg·L−1时, 种子萌发明
显受抑。在此基础上, Dogan等[35]继续研究 BPA对普
通小麦和硬质小麦种子萌发影响。结果表明: 10 mg·L−1
BPA处理下两种小麦均能正常萌发, 当 BPA浓度达
到 50 mg·L−1时, 普通小麦萌发受到明显抑制。Loffredo
等[36]研究显示, 4.6 mg·L−1和 46 mg·L−1 BPA处理牛毛
草(Fescue arundinacea)、茅草(Cynodon dactylon)、黑
麦草 (Lolium perenne)、西伯利亚冰草 (Agropyron
fragile)、三叶草(Trifolium repens)5种牧草种子和黄
瓜(Cucumis sativus)、西葫芦(Cucurbita pepo)、萝卜
(Raphanus sativus)3种园艺植物种子, 萌发率与对照
相比无显著差异。Pan等[37]研究证明, 0.23 mg·L−1 BPA
处理拟南芥(Arabidopsis thaliana)种子, 萌发不受影响;
当 BPA浓度为 1.15 mg·L−1、2.30 mg·L−1和 5.75 mg·L−1
时, 拟南芥萌发受到严重抑制, 且随胁迫时间延长
加重。上述研究结果表明, 不同浓度 BPA 对种子萌
发影响不同, 其规律为 BPA 浓度越高, 对种子萌发
影响越大; 相同浓度下, 不同种子萌发率不尽相同,
说明不同植物种子对 BPA的耐受程度存在差异。
2.2 BPA对植物地下器官的影响
植物地下器官(根系)具有锚定、代谢与吸收转运
1004 中国生态农业学报 2014 第 22卷


等生理功能[38]。根系可将溶解于水体或吸附在土壤
中的 BPA摄入体内[32], 并在植物体内转移。Loffredo
等[36]发现, 46 mg·L−1BPA 胁迫下, 黑麦草和西伯利亚
冰草的根长分别比对照降低 23.9%和 27.2%。Ferrara
等[18]指出, 10 mg·L−1和 50 mg·L−1BPA胁迫 21 d, 显
著影响番茄、硬质小麦和生菜芽长(10 mg·L−1除外)、
根长、鲜重、干重(10 mg·L−1下硬质小麦和生菜上述
指标除外)。10 mg·L−1BPA处理鹰嘴豆幼苗, 其根长
与活力指数(seedling vigor index, SVI)变化不明显, 但
随 BPA浓度增大(50 mg·L−1、100 mg·L−1), 其指标显著
降低[34]。在小麦试验中看到, 10 mg·L−1和 50 mg·L−1
BPA 对两种小麦根长影响不显著, 芽长和 SVI 随
BPA 浓度升高降低(50 mg·L−1 尤其显著)[35]。大豆
(Glycine max)试验显示, 1.5 mg·L−1、10 mg·L−1BPA
能明显促进大豆根系生长(根长、根表面积、根体积、
根鲜重和根干重), 17.2 mg·L−1和 50 mg·L−1BPA处理下
呈抑制作用 [39−40]。Pan 等 [37]的研究表明 , 低浓度
BPA(0.23 mg·L−1、1.15 mg·L−1)增加了拟南芥根鲜重、
主根长、侧根数, 当浓度达 2.30 mg·L−1和 5.75 mg·L−1
时呈现抑制效应。Adamakis等[11]研究了 BPA对豌豆
(Pisum sativum)根系的影响, 发现随 BPA 浓度增加,
主根长度不断减小呈明显剂量效应关系。上述研究
呈现规律是: 低浓度 BPA 对根系生长有促进作用,
反之亦然。不同植物根系对 BPA 敏感度不同, 说明
BPA胁迫效应存在物种差异。
2.3 BPA对植物地上器官的影响
植物株高、干重与鲜重(茎和叶)及叶面积等生长
参数可反映植物生长状况。Qiu等[41]研究发现, 低浓
度 BPA(1.5 mg·L−1)使大豆株高、茎鲜(干)重、叶鲜(干)
重和叶面积等生长参数增长, 说明低浓度 BPA 可促
进大豆幼苗生长。此浓度高于前人报道的 BPA促进
大豆地上器官生长浓度(0.001~1.0 mg·L−1), 其原因
可能与 BPA 胁迫方式、大豆品种及不同生育期等因素
有关。7.0 mg·L−1、12.0 mg·L−1、17.2 mg·L−1和 50.0 mg·L−1
BPA 胁迫则降低上述生长指标, 表现为抑制大豆幼
苗地上器官生长[41]。Ferrara等[18]观察到, 10 mg·L−1
BPA 处理蚕豆、番茄、硬质小麦和生菜植株, 其株
高、干重和鲜重均降低 10%以上; 50 mg·L−1BPA导
致株高降低达 60%以上, 干重和鲜重降低达 20%以
上; 且随胁迫时间延长 , 蚕豆叶片萎黄 , 生菜叶片
的坏死区域增大, 这与 Qiu等[41]的研究相符。Dogan
等[35]证实, 在 50 mg·L−1 BPA胁迫下, 两种小麦茎生
长明显受到抑制。Saiyood 等[42]观测 BPA 对红树林
木本植物(Bruguirea gymnorhiza)地上器官影响, 发
现 5 mg·L−1、10 mg·L−1的 BPA对植物叶片没有影响,
但 20 mg·L−1、30 mg·L−1、45 mg·L−1和 60 mg·L−1 BPA
处理造成植物叶片萎黄、坏死和萎蔫。
2.4 BPA对藻类生长的影响
除上述陆生植物外, Li等[43]研究了 BPA对水生
植物微小小环藻(Cyclotella caspia)生物量、生长率等
生长指标的影响。结果表明: 随着 BPA浓度提高, 微
小小环藻生物量、生长率逐渐下降; 当 BPA 浓度大
于 6 mg·L−1 时, 明显抑制微小小环藻细胞分裂, 显
著增加细胞体积, 引起细胞夹杂物出现。还有研究表
明, BPA浓度高于 3 mg·L−1时, 冠盘藻(Stephanodiscus
hantzschii)的细胞数目会随 BPA 浓度升高而显著降
低 [44]。此外也有研究报道 , 高浓度 BPA 对绿藻
(Monoraphidium braunii)细胞生长呈现毒害效应[45]。
上述研究说明, 低剂量 BPA 对藻类生长影响不显著
或在一定程度上表现为促进作用, 但当浓度升高时
则明显抑制藻类生长。此“低促高抑”的剂量效应关
系类同于 BPA对陆生植物的影响。
3 BPA对植物影响的机理
3.1 BPA对植物生长的影响
有关 BPA 影响植物生长机理, 最早见于 Terouchi
等[39]的工作。他们用 BPA和玉米素处理大豆愈伤组织,
证明二者均可增加大豆愈伤组织鲜重, 且 0.1 mg·L−1
BPA对愈伤组织鲜重影响强于玉米素。而后, Terouchi
等 [39]又将取自胡萝卜根的愈伤组织分别放到含有
BPA和萘乙酸(naphthylacetic acid, NAA)的 MS培养
基中培养 40 d, 发现低浓度 BPA(0.1 mg·L−1)诱导分
化出芽, 而高浓度(10 mg·L−1)下却未能诱导出芽。上
述研究结果表明, 低浓度 BPA具有细胞分裂素作用,
能促进植物生长和组织分化。Adamakis等[11]研究了
BPA 对豌豆根尖分生细胞微管的影响。将豌豆幼苗
根尖分别浸泡在 20 mg·L−1、50 mg·L−1、100 mg·L−1
BPA溶液 1 h、3 h、6 h、12 h、24 h, 发现 100 mg·L−1
BPA 溶液处理 3 h 后微管平均直径达(32±0.14) nm,
明显大于对照(23±0.7) nm; 且微管细胞排列紊乱、变
形, 细胞不能进行正常的染色体分离, 有丝分裂受
到抑制 ; 此时根茎生长受到明显抑制。这可能与
BPA抑制细胞分裂与伸长有关[18,46]。Ferrara等[18]研
究发现, 10 mg·L−1、50 mg·L−1BPA使蚕豆与硬质小
麦根尖微核数量显著上升, 表明 BPA 具有潜在致畸
性。Speranza等[47]在 BPA干扰高等植物雄性单倍体
花粉体外毒性研究中发现, 10~50 mg·L−1 BPA显著
抑制猕猴桃(Actinidia deliciosa)花粉管形成与伸长
并呈剂量效应关系; 其中, 30 mg·L−1 BPA处理下花
粉管出现明显扭曲。Terouchi 等[48]以拟南芥为试验
受体得出 BPA影响植物生长与细胞分裂素诱导相似,
首次证明 BPA参与诱导细胞内信号转导。Sun等[40]
第 9期 王庆庆等: 双酚 A对植物影响的研究进展 1005


从氮素营养角度分析 BPA 影响根系生长机理, 认为
低浓度 BPA提高根系硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活
性, 增加硝态氮、铵态氮含量。高浓度的反向抑制
是其影响根系生长原因之一。或许可做如下推测 ,
低浓度 BPA促进植物生长可能与具有类似细胞分裂
素性质有关, 高浓度 BPA 可通过抑制细胞分裂和伸
长来抑制植物生长[48−49]。换言之, BPA 对植物生长
影响是多途径的。
3.2 BPA对植物光合作用的影响
为进一步揭示 BPA影响大豆植株生长机理, Qiu
等[41]测定了 BPA 对幼苗期大豆净光合速率(Pn)、叶
绿素(Chl)含量、初始荧光性(F0)、最大光化学效率
(Fv/Fm)、光系统Ⅱ最大量子产额(ΦPSII), 以及光合电
子传递速率(ETR)影响, 发现低浓度 BPA(1.5 mg·L−1)
处理大豆幼苗时, Pn、Chl含量和 Chl荧光性等参数
无明显改变; 高浓度 BPA(7.0 mg·L−1、12.0 mg·L−1、
17.2 mg·L−1和 50.0 mg·L−1)导致 Pn、Chl含量、Fv/Fm、
ΦPSII及 ETR皆下降(唯 F0升高)。李曼等[50]则研究了
BPA 对玉米、水稻幼苗 Chl 荧光参数的影响, 结果
显示: BPA影响 2种作物 Chl荧光参数变化的规律与
Qiu等[41]近同。Li等[43]研究表明, 随着 BPA浓度升
高, 微小小环藻 Chl a含量逐渐降低。BPA浓度高于
3 mg·L−1时, 冠盘藻 Chl a含量显著降低[44]。Gattullo
等[45]研究表明, 低浓度 BPA 对绿藻未显毒害效应,
但高浓度 BPA(10 mg·L−1)则减少 Chl a含量, 抑制绿
藻光合效率。至于 BPA对低等植物藻类光合作用的
研究报道较高等陆生植物多, 或与藻类形态结构简
单、试验较易完成相关。可见低浓度 BPA促进植物
光合作用, 但是高浓度 BPA抑制植物光合作用。
3.3 BPA对抗氧化系统的影响
正常情况下, 植物体内活性氧(reactive oxygen
species, ROS)生猝保持动态平衡。逆境胁迫下, 上述
平衡被打破[51−53], 致使 ROS积累并导致植物细胞膜
脂过氧化发生。植物在进化过程中形成一套抵御外
界胁迫的保护系统——抗氧化系统, 包括抗氧化保护
酶系统和抗氧化物质。该系统能有效降低外界胁迫,
但当胁迫强度超过抵抗阈限时, 伤害随之发生[54−55]。
Dogan等[34]研究 10 mg·L−1、50 mg·L−1、100 mg·L−1
BPA 对鹰嘴豆根系中过氧化物酶(peroxidase, POD)
活性、过氧化氢 (H2O2)、丙二醛 (malondialdehyde,
MDA)、蛋白质与非巯基蛋白含量(如谷胱甘肽, 通过
将氧化型谷胱甘肽还原成还原型谷胱甘肽去除 ROS)
等指标的影响, 结果表明: 50 mg·L−1 和 100 mg·L−1
BPA 使 POD活性和 MDA、H2O2(100 mg·L−1)含量增
加, 蛋白质与非巯基蛋白含量分别呈降低和先增后
降趋势; 相关性分析显示, 一定范围内 H2O2含量与
POD 活性、MDA 含量呈正相关, 说明 BPA 引发的
氧化胁迫下, POD 起到一定程度防御作用, 但最终
依然造成鹰嘴豆根系膜脂过氧化产生。为进一步探
查 BPA 引发鹰嘴豆根系氧化损伤, 采用组织化学方
法测定根系质膜完整性, 结果表明: 低浓度处理下,
鹰嘴豆根系能抵抗氧化损伤; 伴随 BPA 浓度增加,
损伤无法控制, 致使根系受害; H2O2 含量和蛋白质
含量呈负相关, 可能是 BPA诱导 ROS产生导致蛋白
质受到损伤[34]。也有报道称羟基自由基负责攻击蛋
白质[56], 这符合该试验研究结果。上述研究表明, 低
浓度 BPA使植物应激反应增强, 体内 ROS的产生保
持在植物可控范围内。高浓度 BPA 使 ROS 大量产
生, 当超过抗氧化系统抵御能力时, 伤害不可避免。
4 植物对 BPA污染的修复
植物修复对去除土壤和水体中污染物具有两点
实践意义: 操作简单和费用低廉。但与活性炭吸附
和臭氧氧化等其他技术相比, 植物修复速率一般较
慢。Watanabe 等[30]研究表明, 在 100 多种园林植物
中, 马齿苋类能通过自身分泌的多元酚氧化酶类将
BPA 降解。马齿苋适宜温热、干燥地带生活, 在水生
条件也可生长, 但难以进入低温环境。Okuhata 等[57]
寻找了一个既能在低温环境生长 , 又能高效去除
BPA的植物——鼠尾草(Salvia japonica), 选择鼠尾
草的原因是其根部含有丰富的次生代谢产物如萜
类和酚类物质, 且根部亲脂特性使其能很好地吸收
BPA和代谢低极性有机污染物。另外, 与马齿苋去
除 BPA 机理不同, 在鼠尾草体内 BPA 未被羟基化
及被 POD氧化[30]。Toyama等[58]研究表明, 有氧情
况下, 芦苇(Phragmites australis)根系分泌物可刺激
根际底泥中降解 BPA 细菌(Novosphingobium sp.
stain TYA-1 )活性, 其降解途径主要以化学氧化为
主; 而缺氧底泥(无芦苇条件下)中细菌活性受到抑
制, 表明植物与降解细菌对 BPA 降解具有协同效
应。Loffredo等[36]选取牛毛草、茅草、黑麦草、西
伯利亚冰草、三叶草、黄瓜、西葫芦和萝卜 8种植
物 , 对陆地和水生态系统中的 BPA 进行修复 , 考
察种子萌发和生长阶段对水体中 BPA 去除效果 ,
发现在发芽和幼苗阶段都会对 BPA进行迁移转化 ,
但最佳修复植物尚待确定。Noureddin 等 [59]研究表
明 , 空心菜 (Ipomoea aquatica)对污染水体中的
BPA 有很高吸收能力 , 约 90% BPA 被吸收, 并通
过氧化或结构重排形式进入空心菜的新陈代谢中 ,
约有 10%的 BPA 以 BPA 单糖形式存在根中并逐渐
减少。表明高等植物在改善水质与去除水生态系统
1006 中国生态农业学报 2014 第 22卷


中污染物方面发挥了重要作用。
Xuan等[60]研究表明, 37 ℃下 BPA可被土豆、茄
子(Solanum melongena)和生菜中的粗酶液氧化, 其
中土豆中粗酶液对 BPA 氧化效率最高, 其最适温度
是 40~45 , ℃ 最适 pH是 8.0; 被氧化的 BPA失去作
为类雌性激素促进人类乳腺癌细胞生长的作用。
Yoshida等[61]用土豆、蘑菇(Agaricus bisporus)、茄子、
食用牛蒡 (Arctium lappa)和雪莲果 (Samallanthus
sonchifolius)粗酶液中多酚氧化酶降解 BPA, 其中土
豆活性最高, 其主要产物是 BPA 衍生物及一小部分
双酚醌类衍生物。该研究发现对去除环境中的 BPA
技术有深远意义。除此外, Qu 等[62]用芥菜(Brassica
juncea)合成的碳纳米管(CNT)、Cu0.05Zn0.95O纳米颗
粒和二者的纳米混合物作为光催化剂, 增强紫外介
导下 BPA光降解; 当 CNT、Cu0.05Zn0.95O, 以及两者
混合的平衡时间分别为 30 min、20 min、30 min, BPA
吸收率分别为 14.9%、8.7%和 17.4%; 当三者与紫
外照射分别组合(90 min处理)可以分解 48.3%、75.7%
及 92.6%的 BPA。目前关于植物降解 BPA 的研究
已有大量报道, 虽未获得成熟的技术路线, 但随着
研究进一步深入, 利用植物降解 BPA 将会有广阔
前景。
5 研究展望
迄今为止, 有关 BPA 的研究主要集中于对动物
及藻类的影响上。至于其他植物, 尤其是高等植物
研究较少, 且主要集中在 BPA 对植物生长方面。显
然, 这无益于深化人们对 BPA 生物效应的理解及相
关理论建立。而理论的缺乏, 将使人们难以建立一
套应对 BPA污染的保护机制。随着 BPA污染普遍存
在和 BPA对植物影响研究的深入, 未来 BPA对植物
影响的研究, 似可从以下几个方面着手:
第一, 对植物代谢影响的研究。包括地下器官
(根系活力与呼吸的生理生化过程)和地上器官(呼吸
与光合作用)研究。根系活力是根系呼吸、合成、氧
化和还原能力的综合体现, 反映根系生长发育状况,
是根系生命力的综合指标, 能从本质上反映根系生
长与土壤养分及其环境间的动态关系[63−64]。根系呼
吸作用集物质与能量代谢于一体, 构成地下部代谢
中心。一方面根系通过呼吸作用为植物生长发育提
供能量, 另一方面又通过消耗地上光合作用产生的
碳素营养来带动整个植株代谢; 植物呼吸作用产生
的中间产物, 是合成蛋白质、脂肪及核酸等重要有
机物的原料, 呼吸作用直接影响植物体内各种物质
合成转化。当呼吸强度和呼吸途径发生改变时, 代
谢中间产物的数量和种类也随之改变, 最终将破坏
正常代谢过程及植物生长发育[65]。光合作用作为植
物重要生理功能 , 为其生长发育提供物质和能量 ,
并构成植物生长发育, 以及一切生物赖以生存的基
础[66]。研究 BPA对植物代谢的影响, 有助于理解其
影响植物生长的内因。
第二, 对植物细胞形貌和超微结构(揭示上述功
能变化的细胞基础)影响的研究, 同样十分必要。因
为结构是功能的基础, 植物受到外界胁迫时, 其细
胞形貌与超微结构的改变是植物一系列生理活动异
常的结构基础。因此, 观测植物受 BPA 毒害后细胞
形貌和超微结构的改变, 可以从细胞水平揭示 BPA
毒害植物的机理, 意义深刻。
第三, 对植物矿质元素影响的研究。矿质元素
乃植物生长发育所需, 在植物体内或直接参与一些
重要化合物组成, 或参与酶促反应及能量代谢, 亦
或发挥缓冲与调节植物代谢功能[67]。其中氮素营养
作为植物生长发育不可或缺的营养之一[68], 主要以
硝态氮(NO3−-N)和铵态氮(NH4+-N)两种形式被植物利
用, 并参与体内各种代谢过程。可通过测定硝态氮、
铵态氮含量以及硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性的
变化来考察 BPA胁迫对植物的影响。硫是植物生长
必须营养元素, 在合成蛋白质、脂肪、酶和辅酶时
都需硫参与。硫还是叶绿体、甾醇、维生素等的组
成成分, 硫匮乏会导致叶绿素含量降低, 影响植物
光合作用[69]。研究 BPA对植物矿质元素影响, 可从
营养代谢角度揭示 BPA对植物的影响。
第四, 对植物信号转导的研究。植物信号转导
系统使植物感知外界环境刺激, 并将信号传递到细
胞内诱发植物做出反应, 调整基因表达和细胞代谢
以适应生长环境[70]。当细胞通过受体感受外界胁迫
信号刺激后, 将胞外信号转化为胞内信号并通过细
胞内信使系统逐级放大 , 调节相应酶或基因活性 ,
这是细胞转导的主要过程。如植物受到逆境胁迫时,
体内产生大量 ROS。ROS作为一类信号转导物质引
发植物抗氧化酶系统、抗氧化物质的应激反应。目前
研究多局限于对鹰嘴豆和小麦研究(Dogan等[34−35])。
关于植物对外界胁迫应激反应的评价指标非常丰富,
除质膜透性、POD 活性、MDA 含量和非巯基蛋白
含量之外, 还包括抗氧化酶系统中的超氧化物歧化
酶、过氧化氢酶, 抗氧化物质中的谷胱甘肽、抗坏
血酸、脯氨酸含量, 以及膜脂过氧化指标中的超氧
阴离子自由基、H2O2 和脂肪酸含量等。另外, 已有
研究表明 BPA具有类细胞分裂素功能, 那么 BPA作
用下植物体内其他激素如乙烯、脱落酸、生长素、赤
霉素、水杨酸等如何变化？由信号转导作用导致的
第 9期 王庆庆等: 双酚 A对植物影响的研究进展 1007


基因表达和蛋白质合成等过程将会产生何种改变 ,
也是需要关注并深入探索的。只有通过多方面、多
层级的系统深入研究, 才能为科学评估 BPA 对植物
的影响提供坚实的理论依据。
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