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油菜素内酯介导番茄多环芳烃解毒：缓解效应与机制解析

一、引言

1.1研究背景

番茄（Solanumlycopersicum）作为全球范围内广泛栽培的重要蔬菜作物之一，在人们的日常饮食中占据着不可或缺的地位。它不仅富含多种维生素、矿物质和抗氧化物质，如维生素C、维生素E、番茄红素等，对人体健康具有诸多益处，而且其多样的食用方式，如生食、烹饪、加工成番茄酱等，深受消费者喜爱，在蔬菜市场中具有极高的经济价值。然而，随着工业化进程的加速和城市化规模的不断扩大，番茄在生长过程中面临着日益严峻的多环芳烃（PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs）污染问题。

多环芳烃是一类由两个或两个以上苯环以稠环形式相连的碳氢化合物，主要源于汽油、煤、木材等的不完全燃烧以及工业生产过程，如石油炼制、化工合成等。这些来源使得PAHs广泛分布于大气、土壤、水体等环境介质中。大气中的PAHs可通过干湿沉降进入土壤和水体，土壤中的PAHs会被植物根系吸收并在体内迁移和积累，而水体中的PAHs则可能通过灌溉等途径影响植物生长。在番茄的种植区域，无论是靠近交通要道受到汽车尾气排放的影响，还是周边存在工业污染源，番茄都极易暴露于PAHs污染的环境中。

PAHs在番茄生长过程中的积累会对其产生多方面的负面影响。从植物生理角度来看，PAHs会干扰番茄的正常生长发育进程。它可能抑制种子的萌发，降低种子的发芽率和发芽势，使得幼苗难以顺利出土和生长。在幼苗期，PAHs会阻碍根系的正常生长，导致根系形态改变，根系活力下降，影响根系对水分和养分的吸收，进而影响地上部分的生长，使植株矮小、叶片发黄、光合作用减弱，最终导致生物量减少，果实产量降低。从细胞和分子层面分析，PAHs会引起细胞内氧化应激反应，产生大量的活性氧（ReactiveOxygenSpecies，ROS），如超氧阴离子自由基、过氧化氢和羟自由基等。这些ROS会攻击细胞内的生物大分子，如脂质、蛋白质和核酸，导致细胞膜脂质过氧化，膜透性增加，细胞内物质泄漏，影响细胞的正常功能；蛋白质结构和功能受损，影响酶的活性和代谢途径；DNA损伤则可能引发基因突变和染色体畸变，影响植物的遗传稳定性。

更为严重的是，PAHs对人类健康构成了潜在威胁。番茄作为人类饮食的重要组成部分，其中积累的PAHs会通过食物链进入人体。许多PAHs具有致癌、致畸和致突变性，如苯并[a]芘（Benzo[a]pyrene，BaP）是一种强致癌物质，被国际癌症研究机构（IARC）列为一类致癌物。人体长期摄入含有PAHs的番茄，会增加患癌症等疾病的风险，严重危害人体健康。同时，PAHs还可能对人体的生殖系统、免疫系统和神经系统等产生不良影响，干扰内分泌系统的正常功能，影响人体的生长发育和新陈代谢。因此，有效解决番茄种植中PAHs污染问题迫在眉睫，对于保障番茄的安全生产和人类健康具有重要意义。

1.2研究目的与意义

本研究旨在深入探究油菜素内酯（Brassinolide，BL）对番茄多环芳烃毒害的缓解作用及其解毒机理，为解决番茄生产中PAHs毒害问题提供理论依据和实践指导。具体而言，通过系统研究不同浓度BL对番茄种子萌发和幼苗生长的影响，以及BL对PAHs毒害下番茄幼苗根系生长、叶片形态和生物量的作用，明确BL缓解PAHs毒害的效果；通过分析BL对番茄幼苗解毒酶活性的影响，揭示其潜在的解毒机理。

本研究具有重要的理论和实践意义。在理论层面，有助于深化对植物激素缓解环境污染物毒害机制的认识，丰富植物逆境生理和解毒代谢的研究内容，为进一步探究植物与环境互作关系提供新的视角和思路。在实践方面，对于解决番茄生产中PAHs毒害问题具有重要的指导意义，可为番茄的绿色安全生产提供有效的技术手段，有助于提高番茄的产量和品质，保障蔬菜供应的安全和质量。此外，本研究结果还可为今后更好地利用BL来缓解其他化学物质对植物的毒害提供参考，推动植物抗逆栽培技术的发展，对于环境污染治理和生态保护也具有一定的积极作用，有助于实现农业的可持续发展，减少环境污染物对生态系统和人类健康的危害。

1.3研究现状与不足

目前，关于多环芳烃对植物的危害研究已取得了较为丰富的成果。众多研究表明，PAHs会抑制植物种子萌发，如在对小麦、玉米等种子的研究中发现，随着PAHs浓度的增加，种子发芽率显著降低。在植物生长方面，PAHs会导致根系生长受阻，根系形态发生改变，根长、根表面积和根体积减小，影响根系对水分和养分的吸收。对叶片的影响表现为叶片发黄、枯萎，叶绿素含量降低，光合作用受到抑制，进而影响植物的生长发育和生物量积累。同时，PAHs还