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研究揭示水稻中汞、硒的暴露途径

发布时间:2020-01-11 16:30 作者:北纳生物
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汞污染区稻米富含甲基汞是一个普遍现象,稻米甲基汞污染对人体健康的影响不容忽视。汞的毒性与其化学结构(分子结构)密切相关,如:二甲基汞衍生物是剧毒物质,硒化汞可在生物体内富集但毒性较小,氯化甲基汞的毒性是半胱氨酸甲基汞的10倍以上。由于甲基汞与巯基(-SH)间具有极强的亲和力,因此,游离的甲基汞(CH3Hg+)在生物体内不会大量存在,而一般是与含有巯基的生物大分子,如与半胱氨酸(Cysteine)、谷胱甘肽(Glutathione)、清蛋白(Albumin)等进行配位,不同的配位方式决定了甲基汞在生物体内的运移行为。例如,与谷胱甘肽配位的甲基汞很难被吸收、运移,表现出生物体对甲基汞的解毒作用;与半胱氨酸结合的甲基汞则易于穿过血脑和胎盘屏障,直接对生物体靶器官产生毒害作用。从分子生物学的角度来看,明确稻米中汞的空间分布特征、化学形态及其结合方式,是全面理解其生物有效性、新陈代谢过程及毒性特征的前提,在汞的毒理学研究领域具有非常重要的理论和现实意义。

水稻|标物网

中国科学院高能物理研究所多学科研究中心生物医学组赵甲亭、高愈希等人基于贵州清镇汞污染现状,通过实验室模拟水稻汞暴露剂量及条件,利用同步辐射技术、电感耦合等离子体质谱技术(icp-ms)等金属组学方法,详细研究了水稻植株内的硒、汞相互作用,相关研究成果以题为seleniummodulatesmercuryuptakeanddistributioninrice(oryzasatival.),incorrelationtomercuryspeciesandexposurelevel的研究论文发表在国际金属组学专门杂志metallomics上。该工作中的x射线荧光成像(xrf)得到了北京同步辐射装置4w1b实验站陈栋梁等的大力支持。

我国是亚洲最大的汞生产和使用国,长期的汞矿开采、冶炼、涉汞物品使用以及燃煤等造成了部分地区严重的汞污染。水稻可以吸收、转运和富集汞,因此,食用稻米是我国居民汞暴露的一条重要途径。硒是人体必需的一种微量元素,对维系机体生命活动具有重要的意义,并可拮抗汞的毒性。

该研究通过利用实验室水培,结合土培方法对汞暴露水稻进行适量的补硒,发现补硒不仅可以提高稻米的产量,而且可以降低水稻各组织中的汞含量,抑制水稻对汞的吸收、转运和蓄积。硒在降低稻米糊粉层中汞含量的同时,还可以显著降低汞在稻米胚部位的蓄积,说明硒可以缓解汞对水稻发育的影响。研究中还发现,硒对水稻中无机汞的吸收、转运和蓄积的抑制作用要比对甲基汞的影响更显著,提示水稻对无机汞和甲基汞的吸收、转运和蓄积过程不同。该研究表明硒可以降低汞对水稻的植物毒性,并且抑制汞在稻米中的蓄积,对进一步探索提高我国汞污染区稻米质量的途径具有重要意义。除水稻外,高能所多学科中心还利用金属组学方法研究了大蒜、线虫、小鼠、大鼠及人体内的硒汞拮抗作用。

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