PFOS對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)及機(jī)制

秦 莉，安 毅 ，韓建華 ，陳 麗 ，王 偉，潘 炯 ，陳庚妮 ，端正花 *

PFOS對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)及機(jī)制

秦 莉1，安 毅1，韓建華2，陳 麗3，王 偉1，潘 炯4，陳庚妮4，端正花4*

（1.農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所，天津 300191；2.天津市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)管理監(jiān)測(cè)站，天津 300061；3.重慶市農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站，重慶 401121；4.天津理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與安全工程學(xué)院，天津 300384）

為探討全氟辛烷磺酸（PFOS）對(duì)小油菜的毒性效應(yīng)，采用室內(nèi)盆栽種植的方法，研究了PFOS對(duì)小油菜發(fā)芽和生長(zhǎng)發(fā)育的影響，并結(jié)合土壤酶活性變化探討了其毒性機(jī)理。結(jié)果表明：PFOS暴露濃度與小油菜的發(fā)芽率和莖葉增長(zhǎng)率表現(xiàn)為非單調(diào)劑量－效應(yīng)關(guān)系。50 mg·kg－1暴露時(shí)小油菜發(fā)芽和莖葉的增長(zhǎng)率分別為9.24%（P=0.001）和47.97%（P＜0.001）；小油菜發(fā)芽和莖葉生長(zhǎng)的抑制濃度分別為100 mg·kg－1和250 mg·kg－1；隨著暴露進(jìn)一步增大，小油菜發(fā)芽和莖葉增長(zhǎng)的抑制率無(wú)顯著變化。土壤蔗糖酶和堿性蛋白酶活性在PFOS暴露下也表現(xiàn)為低濃度刺激表達(dá)、高濃度抑制表達(dá)效應(yīng)，這與PFOS暴露下小油菜的生長(zhǎng)規(guī)律具有一定的正相關(guān)性。因此，PFOS對(duì)小油菜的毒性不僅與其對(duì)小油菜的直接損傷有關(guān)，還與其對(duì)小油菜種植土壤肥力的影響有關(guān)。

PFOS；小油菜；生長(zhǎng)發(fā)育；土壤酶活性；毒性機(jī)制

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各類(lèi)農(nóng)藥、工業(yè)添加劑的廣泛使用，使得大量污染物通過(guò)大氣沉降、地表徑流不斷轉(zhuǎn)移到土壤中[1]。由于其具有持久性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和長(zhǎng)距離遷移性[2]，能穩(wěn)定存在于土壤中，造成了嚴(yán)重的土壤污染，給動(dòng)植物和人類(lèi)帶來(lái)巨大的生態(tài)威脅。新型污染物全氟化合物（Perfluorinated compounds，PFCs）被大規(guī)模使用在生產(chǎn)領(lǐng)域，導(dǎo)致這類(lèi)物質(zhì)廣泛進(jìn)入全球環(huán)境。PFCs甚至在北極地區(qū)的生物體及環(huán)境介質(zhì)中有檢出[3]。據(jù)Pan等[4]報(bào)道，全氟化合物的代表物質(zhì)全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane sulfonate，PFOS，C8F17SO3H）在長(zhǎng)江河口底泥中高達(dá) 536 μg·kg－1。目前底泥肥料化也導(dǎo)致了種植土壤中PFOS的大面積污染[5]。Sepulvado等[6]發(fā)現(xiàn)美國(guó)芝加哥某生物固體改良土壤中的PFOS濃度范圍在2～484 μg·kg－1。Meng 等[7]調(diào)查發(fā)現(xiàn) PFOS 為中國(guó)北部沿海地區(qū)PFCs的主要污染物。

一方面，PFOS在生物的生殖、發(fā)育、神經(jīng)、免疫、遺傳等方面具有毒性[8－9]。課題組前期研究也發(fā)現(xiàn)，0.5 μg·L－1PFOS暴露2d即可抑制人體正常肝細(xì)胞增殖[10]。另一方面，PFOS還能提高細(xì)胞膜對(duì)疏水性配體的滲透性能，從而使PFOS在生物個(gè)體中具有較高的生物蓄積速度[11－12]。據(jù)報(bào)道，PFOS在生物體內(nèi)的蓄積水平是二惡英等的數(shù)百至數(shù)千倍[13－14]。因此，土壤環(huán)境中廣泛存在的PFOS可能會(huì)通過(guò)土壤－植物系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化，最終對(duì)人體健康造成威脅。目前PFOS的研究主要集中于幾種模式生物的毒性效應(yīng)上，針對(duì)土壤的毒理學(xué)試驗(yàn)十分匱乏。作為人類(lèi)可食用蔬菜的常見(jiàn)代表小油菜，由于品種齊全、育種和培養(yǎng)技術(shù)簡(jiǎn)單成熟、生長(zhǎng)周期短，已被廣泛應(yīng)用于外源化合物在土壤－植物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化及毒性效應(yīng)影響研究[15－17]。本研究擬在溫室盆栽條件下，探討不同濃度下土壤中PFOS對(duì)小油菜萌發(fā)、生長(zhǎng)的影響，并結(jié)合土壤酶活性的變化，探討土壤中PFOS對(duì)小油菜的毒性機(jī)理，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中早期預(yù)報(bào)PFOS對(duì)作物的毒害效應(yīng)，為環(huán)境監(jiān)測(cè)中PFOS污染的評(píng)價(jià)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用上海青小油菜（Brassica campestris L.）作為供試植物，種子購(gòu)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所。PFOS和二甲基亞楓（DMSO）購(gòu)自Sigma－Aldrich公司。塑料花盆和營(yíng)養(yǎng)土購(gòu)自天津市某花卉市場(chǎng)。花盆尺寸為 45 cm×20 cm×30 cm。土壤蔗糖酶（S－SC）、堿性蛋白酶（S－ALPT）、堿性磷酸酶（S－AKP）試劑盒均購(gòu)自蘇州科銘生物有限公司。

1.2 方法

采用溫室盆栽試驗(yàn)，每盆準(zhǔn)確稱(chēng)取營(yíng)養(yǎng)土7 kg。試驗(yàn)前土壤各理化性狀見(jiàn)表1。稱(chēng)取一定量的PFOS粉末，加入2 mL DMSO助溶到1 L純凈水中，均勻攪拌到營(yíng)養(yǎng)土中。根據(jù)PFOS土壤環(huán)境暴露濃度和預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（50 mg·kg－1PFOS以下無(wú)毒性效應(yīng)表征），試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)暴露組，即空白對(duì)照組、試劑對(duì)照組和50、100、250、500 mg·kg－1PFOS 組。土壤老化 1 個(gè)月后，每盆直接播種蔬菜種子50粒。每組設(shè)3個(gè)平行。

表1 供試土壤理化性狀Table 1 Physical and chemical properties of soil samples

蔬菜生長(zhǎng)所需光照全部為自然太陽(yáng)光，溫室溫度保持在20℃左右。每隔3 d澆灌純凈水1 L。

1.3 觀察指標(biāo)

（1）發(fā)芽率：肉眼觀察，發(fā)芽數(shù)以露白為準(zhǔn)。計(jì)算方法為出芽率=前10 d內(nèi)出芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%，取3盆平均值，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差值。

（2）生長(zhǎng)狀況：在蔬菜出芽20 d后，每盆隨機(jī)計(jì)數(shù)10棵蔬菜，測(cè)定其苗長(zhǎng)，取3盆的平均值，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差值。

（3）土壤酶活測(cè)定：在蔬菜出芽20 d后，在每盆土層中按照梅花點(diǎn)采樣法采集土樣，混合均勻后風(fēng)干，過(guò)10目篩后置于4℃冰箱中保存。土壤S－SC、SALPT、S－AKP的酶活性均依照蘇州科銘生物有限公司提供的試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行測(cè)定，取3盆的平均值，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差值。?

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

每個(gè)實(shí)驗(yàn)組設(shè)3個(gè)平行樣。采用SPSS 13.0軟件，組內(nèi)進(jìn)行Student－t檢驗(yàn)，并用標(biāo)準(zhǔn)誤差SD表示。組間用One－way AVONA檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 PFOS對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

如圖1A所示，在小油菜的發(fā)芽率這個(gè)指標(biāo)上，試劑對(duì)照組無(wú)毒性效應(yīng)（P＞0.05），而PFOS暴露組表現(xiàn)為低濃度刺激發(fā)芽、高濃度抑制發(fā)芽。50 mg·kg－1PFOS暴露時(shí)與空白對(duì)照組表現(xiàn)出極顯著差異（P=0.001），發(fā)芽增長(zhǎng)率約為 9.24%；100 mg·kg－1暴露濃度開(kāi)始小油菜發(fā)芽受到極顯著抑制（P=0.004），抑制率約為29.42%。250 mg·kg－1和 500 mg·kg－1組的發(fā)芽率相對(duì)空白組也顯著降低，但是與100 mg·kg－1組均無(wú)顯著差異（P=0.547和P=0.717）。

小油菜發(fā)育20 d后，從每組小油菜中各隨機(jī)抽取1棵，拍照見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，隨著PFOS暴露濃度的升高，葉片面積和植株高度相對(duì)空白對(duì)照組，表現(xiàn)出顯著的低濃度刺激生長(zhǎng)、葉片相對(duì)茂盛，高濃度抑制生長(zhǎng)、葉片相對(duì)瘦小發(fā)黃的現(xiàn)象。如圖1B的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所示，在小油菜的生長(zhǎng)發(fā)育這個(gè)指標(biāo)上，試劑對(duì)照組無(wú)毒性效應(yīng)（P＞0.05），50 mg·kg－1PFOS 暴露時(shí)莖葉增長(zhǎng)率約為47.97%（P＜0.01），與空白對(duì)照組存在極顯著差異；100 mg·kg－1PFOS暴露時(shí)莖葉增長(zhǎng)率反而略微降低，約為 36.41%（P=0.027）；250 mg·kg－1濃度暴露開(kāi)始，PFOS極顯著抑制小油菜莖葉的生長(zhǎng)（P=0.006），抑制率約為 55.64%。500 mg·kg－1組的莖葉增長(zhǎng)也相對(duì)空白組極顯著降低（P＜0.01），但與250 mg·kg－1組相比無(wú)顯著差異（P=0.915）。

圖1 PFOS對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響Figure 1 Influences of PFOS on the growth of rapes

圖2 PFOS影響小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的特征Figure 2 Characters of the growth of rapes induced by PFOS

2.2 PFOS對(duì)種植土壤酶活性的影響

本研究進(jìn)一步以土壤蔗糖酶（S－SC）、堿性蛋白酶（S－ALPT）和堿性磷酸酶（S－AKP）這 3種土壤肥力的重要指標(biāo)酶為研究對(duì)象，分析了PFOS對(duì)土壤肥力的影響，從而探討PFOS對(duì)小油菜發(fā)育影響的低濃度刺激、高濃度抑制機(jī)理。

S－SC的活性測(cè)定結(jié)果如圖3A所示。溶劑對(duì)照組蔗糖酶活與空白對(duì)照組無(wú)顯著差異（P＞0.05）。當(dāng)PFOS 濃度為 50 mg·kg－1時(shí)，S－SC 活性顯著提高，與空白對(duì)照組表現(xiàn)出極顯著差異（P＜0.01），酶活性增長(zhǎng)率約為 28.08%；從 100 mg·kg－1開(kāi)始，S－SC 活性顯著下降，也與空白對(duì)照組表現(xiàn)出顯著差異（P=0.015），抑制率達(dá)57.81%。隨著暴露濃度進(jìn)一步增大，酶活性抑制率與 100 mg·kg－1暴露組無(wú)顯著差異（P＞0.05），說(shuō)明 100 mg·kg－1PFOS即能達(dá)到對(duì)土壤 S－SC 活性的抑制極限。總體來(lái)看，PFOS對(duì)土壤S－SC的作用表現(xiàn)為顯著的低濃度刺激、高濃度抑制效應(yīng)。

S－ALPT活性測(cè)定結(jié)果如圖3B所示，可以看到50 mg·kg－1的PFOS即可極顯著刺激該酶的活性（P=0.006）；而暴露濃度增大到 100 mg·kg－1和 250 mg·kg－1時(shí)，PFOS 對(duì) S－ALTP 酶活性的刺激作用反而不如 50 mg·kg－1時(shí)顯著（P=0.017 和 P=0.027）；當(dāng) PFOS濃度達(dá) 500 mg·kg－1時(shí)，S－ALTP 酶活性受到顯著抑制（P=0.038），抑制率為21.55%?？傮w來(lái)看，PFOS對(duì)土壤S－ALPT的作用也表現(xiàn)為顯著的低濃度刺激、高濃度抑制效應(yīng)。

S－AKP酶活性變化如圖3C所示。當(dāng)PFOS濃度為50 mg·kg－1時(shí)，土壤S－AKP活性相對(duì)空白對(duì)照即顯著降低（P=0.021），酶活抑制率為7.40%。但是隨著暴露濃度增高，劑量－酶活抑制效應(yīng)關(guān)系不顯著。

圖3 PFOS對(duì)土壤酶活性的影響Figure 3 The influence of PFOS on the activities of solid enzymes

3 討論

3.1 PFOS對(duì)植物的毒性作用規(guī)律

PFOS主要通過(guò)土壤孔隙水被植物根部吸收，再通過(guò)植物的蒸騰作用經(jīng)木質(zhì)部或韌皮部汁液轉(zhuǎn)移到植物根莖部位[18]，從而對(duì)植物莖葉產(chǎn)生毒性效應(yīng)。高濃度PFOS能夠抑制植物生長(zhǎng)已經(jīng)形成了共識(shí)。Stahl等[19]發(fā)現(xiàn) 3 d 短期暴露中，25 mg·kg－1PFOS 可使黑麥草葉片發(fā)黃、燕麥出現(xiàn)壞死現(xiàn)象。呂振娥等[20]發(fā)現(xiàn)PFOS對(duì)小麥的根伸長(zhǎng)指標(biāo)最為敏感，EC50值達(dá)352 mg·kg－1。Zhao 等[21]研究了 PFOS 對(duì)油菜品種（Brassica chinensis）的根伸長(zhǎng)量的影響，結(jié)果顯示EC50范圍從95～200 mg·kg－1不等。因此 PFOS 對(duì)作物的急性毒性相對(duì)較小。本實(shí)驗(yàn)中PFOS對(duì)小油菜的50%生長(zhǎng)抑制濃度約為250 mg·kg－1，這與前人的研究結(jié)論相一致。

本研究除了發(fā)現(xiàn)土壤中高濃度（500 mg·kg－1）PFOS顯著抑制小油菜的發(fā)芽和生長(zhǎng)，還得到了PFOS在低濃度（50 mg·kg－1和 100 mg·kg－1）下分別刺激小油菜發(fā)芽和生長(zhǎng)的結(jié)果。即PFOS也會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生類(lèi)似重金屬的毒物興奮作用。Qu等[22]也發(fā)現(xiàn)低濃度PFOS能夠刺激小麥萌芽。Zhao等[5]發(fā)現(xiàn)低濃度PFOS能夠增加小麥的總生物量。究其機(jī)理，孔瀟瀟等[23]發(fā)現(xiàn)金魚(yú)藻的光合作用對(duì)PFOS的生理響應(yīng)表現(xiàn)為雙重效應(yīng)，即低濃度脅迫下光合作用受到促進(jìn)，高濃度脅迫下光合作用受到抑制。植物的發(fā)育與其光合作用能力的強(qiáng)弱有顯著關(guān)系。因此，推斷PFOS對(duì)小油菜的這種低濃度毒性興奮、高濃度抑制發(fā)育的效應(yīng)與PFOS對(duì)小油菜光合作用的影響有一定的相關(guān)性。另外，Qu等[22]研究發(fā)現(xiàn) 0.1～10 mg·L－1PFOS能夠刺激小麥根和莖葉中SOD酶和POD酶的表達(dá)，而當(dāng)PFOS濃度達(dá)到200 mg·L－1時(shí)則會(huì)破壞植物的抗氧化系統(tǒng)、抑制這些抗氧化酶的表達(dá)，這可能也決定了PFOS對(duì)小油菜的雙重毒性效應(yīng)。

本文以小油菜的發(fā)芽率和莖葉長(zhǎng)度作為PFOS的毒性效應(yīng)觀察指標(biāo)?？傮w來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)指標(biāo)都表現(xiàn)出低濃度刺激效應(yīng)和高濃度抑制效應(yīng)。但是對(duì)于這兩個(gè)觀察指標(biāo)體現(xiàn)毒性效應(yīng)的濃度表現(xiàn)出不一致。具體的區(qū)別表現(xiàn)在 50 mg·kg－1促進(jìn)油菜發(fā)芽、100 mg·kg－1抑制油菜發(fā)芽，而在莖葉長(zhǎng)度這個(gè)指標(biāo)上表現(xiàn)為50 mg·kg－1促進(jìn)油菜生長(zhǎng)，100 mg·kg－1也促進(jìn)油菜生長(zhǎng)，但是促進(jìn)的程度略微降低。造成這個(gè)差異的原因可能是：小油菜種子直接暴露于PFOS污染土壤中，受到的侵害更加直接；而小油菜在PFOS土壤的生長(zhǎng)關(guān)系到更多復(fù)雜的過(guò)程，暴露土壤中酶的變化、根系對(duì)PFOS的轉(zhuǎn)移、油菜對(duì)PFOS的蓄積從而造成毒性效應(yīng)等過(guò)程，在這些綜合作用下，有可能造成莖葉生長(zhǎng)與發(fā)芽率表現(xiàn)出不同的規(guī)律。

3.2 PFOS對(duì)植物的毒性作用機(jī)制

土壤酶作為各類(lèi)有機(jī)污染物在土壤中代謝降解過(guò)程的主要參與者，其活性直接反映了土壤中進(jìn)行的各種生物化學(xué)過(guò)程的強(qiáng)度和方向。因此土壤酶活性被廣泛用于各類(lèi)土壤毒理學(xué)的研究以反映污染物的污染程度和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

本研究發(fā)現(xiàn)，在不同濃度PFOS暴露下，小油菜的發(fā)芽率和莖葉生長(zhǎng)量指標(biāo)變化趨勢(shì)與土壤蔗糖酶和土壤堿性蛋白酶的活性變化趨勢(shì)具有一致性，即低濃度100 mg·kg-1以下PFOS暴露時(shí)這兩種土壤酶活性增強(qiáng)，小油菜發(fā)芽率和莖葉生長(zhǎng)量增大；高濃度500 mg·kg-1PFOS暴露時(shí)這兩種土壤酶活性減弱，小油菜發(fā)芽率和莖葉生長(zhǎng)量降低。這與某些典型有機(jī)污染物對(duì)土壤酶的毒性效應(yīng)類(lèi)似。但是，不同的土壤酶對(duì)于PFOS毒性表現(xiàn)出不同的響應(yīng)，這是由土壤酶自身的敏感性所決定的。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，蔗糖酶在這3種酶中對(duì)于PFOS的毒性表現(xiàn)最為敏感，它的活性變化與小油菜的發(fā)芽和莖葉生長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本一致。堿性蛋白酶對(duì)于PFOS毒性的敏感性其次，所以表現(xiàn)為50～250 mg·kg-1的PFOS均提升了該酶活性，僅PFOS為500 mg·kg-1時(shí)堿性蛋白酶活受到顯著抑制。但是總的變化趨勢(shì)與前人的結(jié)果相一致。閆穎等[24]發(fā)現(xiàn)多菌靈和吡蟲(chóng)啉這兩種農(nóng)藥在濃度低于100 mg·kg-1時(shí)對(duì)土壤酶有激活作用，而濃度高于500 mg·kg-1時(shí)抑制土壤酶活性。

研究發(fā)現(xiàn)PFOS濃度為50 mg·kg-1時(shí)，土壤堿性磷酸酶活性相對(duì)空白對(duì)照即明顯降低。而田海霞等[25]得出堿性磷酸酶對(duì)PFOS的同類(lèi)物質(zhì)——PFOA不敏感，表明PFOS對(duì)土壤肥力的影響更大。這也進(jìn)一步證實(shí)了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中PFOS毒性比PFOA高[10]的結(jié)論。另外，PFOS還能促進(jìn)土壤過(guò)氧化氫酶、抑制尿酶的表達(dá)[21]。

土壤酶活性的變化與外源化合物改變土壤中有關(guān)真菌膜的結(jié)構(gòu)和滲透性有關(guān)[26]。PFOS在土壤-微生物-植物系統(tǒng)中的毒性作用過(guò)程非常復(fù)雜，植物的生理發(fā)育指標(biāo)和土壤酶活性的變化只是其中的一個(gè)方面。還有許多研究需要進(jìn)一步開(kāi)展，比如解析PFOS在土壤-微生物-植物系統(tǒng)中的形態(tài)轉(zhuǎn)化、生物有效性及分子機(jī)理等，從而為尋求典型環(huán)境污染物的生物標(biāo)志物和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立其基于食品限量標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)系統(tǒng)健康的土壤安全閾值提供依據(jù)。

4 結(jié)論

（1）PFOS對(duì)小油菜的發(fā)芽和生長(zhǎng)表現(xiàn)為非單調(diào)劑量-效應(yīng)關(guān)系。最低有效應(yīng)濃度50 mg·kg-1暴露時(shí)刺激小油菜的發(fā)芽和莖葉生長(zhǎng)。小油菜發(fā)芽和莖葉生長(zhǎng)的抑制濃度分別為 100 mg·kg-1和 250 mg·kg-1，隨著暴露濃度進(jìn)一步增大，小油菜發(fā)芽和莖葉增長(zhǎng)的抑制率無(wú)顯著變化。

（2）土壤蔗糖酶在研究的3種酶中對(duì)于PFOS的毒性表現(xiàn)最為敏感，它的活性變化與小油菜的發(fā)芽和莖葉生長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本一致。堿性蛋白酶活性在PFOS暴露下也表現(xiàn)為低濃度刺激表達(dá)、高濃度抑制表達(dá)效應(yīng)。這與PFOS暴露下小油菜的生長(zhǎng)規(guī)律具有一定的相關(guān)性。

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Toxic effects and mechanisms of PFOS on the growth of rape（Brassica campestris L.）

QIN Li1,AN Yi1,HAN Jian－h(huán)ua2,CHEN Li3,WANG Wei1,PAN Jiong4,CHEN Geng－ni4,DUAN Zheng－h(huán)ua4*
（1.Agro－Environmental Protection Institute,Ministry of Agriculture,Tianjin 300191,China;2.Tianjin Agro－Environment Monitoring Station,Tianjin 300061,China;3.Chongqing Agricultural Ecology and Resource Protection Station,Chongqing 401121,China;4.School of Environmental Science and Safety Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin 300384,China）

To determine the toxic effects of perfluorooctane sulfonate（PFOS）on rape（Brassica campestris L.）,the effects and mechanisms of PFOS on rape germination and growth,combined with changes of soil enzyme activities were studied using potted plants.The results showed a non－monotonic dose－response relationship between PFOS exposure concentrations and rape germination rates and stem length.At＜ 50 mg·kg－1PFOS concentrations,the germination rates and stem length increased by 9.24%（P=0.001）and 47.97%（P＜0.001）,respectively.Concentrations that inhibited rape germination and stem growth were 100 mg·kg－1and 250 mg·kg－1PFOS,respectively.However,with increased PFOS concentrations,rape germination and stem growth did not change significantly.Soil sucrose and alkaline protease activities increased with low PFOS doses and were inhibited by high PFOS doses,and were positively correlated with rape growth.Therefore,PFOS toxicity directly affected rape germination and growth,and influenced the planting soil fertility.

PFOS;rape;growth;soil enzyme activity;toxicity

2017－05－15 錄用日期：2017－09－12

秦 莉（1973—），女，新疆石河子人，博士，副研究員，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與污染控制、廢棄物處理與利用及農(nóng)業(yè)環(huán)境管理方面的研究。E－mail：ql－tj@163.com

*通信作者：端正花 E－mail：duanzhenghua@mail.nankai.edu.cn

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)“農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地重金屬污染安全評(píng)估技術(shù)與設(shè)備研制”（201403014）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目（2016－cxgc－lyj）；天津理工大學(xué)校級(jí)教學(xué)基金項(xiàng)目（YB17－30）

Project supported：Special Fund for Agro－scientific Research in the Public Interest for"The Technology in Safety Assessment and Equipment Development of Agricultural Producing Area Polluted by Heavy Metals"（201403014）;Innovation Project of Chinese Academy of Agriculture Sciences（2016－cxgc－lyj）；Teaching Fund Project of Tianjin University of Technology（YB17－30）

X171.5

A

1672－2043（2017）12－2401－06

10.11654/jaes.2017－0705

秦 莉，安 毅，韓建華，等.PFOS對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的毒性效應(yīng)及機(jī)制[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（12）：2401－2406.

QIN Li,AN Yi,HAN Jian－h(huán)ua,et al.Toxic effects and mechanisms of PFOS on the growth of rape（Brassica campestris L.）[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（12）：2401－2406.