茶多酚對茶樹鉛生物有效性的調(diào)控作用機(jī)制.pdf

1、我國是茶葉生產(chǎn)和貿(mào)易大國，茶產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)和國際貿(mào)易中一直占有重要地位。近年來，我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展雖然非常穩(wěn)健，但茶葉的安全質(zhì)量問題仍然是其發(fā)展的瓶頸之一，其中茶葉鉛污染問題一直頗受關(guān)注。鉛是眾所周知的生理性和神經(jīng)性毒物，幾乎對人體所有重要的器官和系統(tǒng)均會產(chǎn)生不良影響。因此，開展茶葉鉛污染研究對于我國茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和消費(fèi)者身體健康具有十分重要的意義。茶多酚(Tea polyphenols，TP)作為茶樹(Camellia sinensis

2、 L.)體內(nèi)天然的金屬有機(jī)配體，其調(diào)控重金屬有效性的環(huán)境功能值得深入研究。因此，本研究首先對不同品種茶樹的鉛積累特性及其與茶多酚的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查評價(jià)，然后以實(shí)驗(yàn)室土培和水培模擬試驗(yàn)為主要手段，系統(tǒng)探討了茶多酚對茶樹鉛生物有效性的調(diào)控作用及其機(jī)制。取得的主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴明確了不同品種茶樹的鉛積累特性及其影響因素，發(fā)現(xiàn)茶樹組織和土壤中的茶多酚含量與茶樹鉛積累量具有密切關(guān)系。茶樹不同品種、不同組織間的鉛含量存在明顯差異。土壤

3、pH值、有機(jī)質(zhì)含量、鉛的化學(xué)形態(tài)和葉片鉛吸附能力是影響不同品種茶樹鉛積累特性差異的重要因子。不同品種茶樹老葉、老根和根區(qū)土壤之間的茶多酚含量存在明顯差異。根區(qū)土壤多酚含量與土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、鉛的化學(xué)形態(tài)和葉片鉛吸附能力的相關(guān)關(guān)系顯著。茶樹組織茶多酚含量與葉片鉛吸附能力、茶樹體內(nèi)鉛含量存在顯著的相關(guān)關(guān)系。
　　 ⑵茶多酚處理對茶樹的鉛毒害和吸收積累具有明顯的調(diào)控作用。低濃度鉛對茶樹的生長發(fā)育、光合作用和生物量積累有一定的促進(jìn)

4、作用，高濃度則產(chǎn)生抑制作用。隨著鉛污染濃度的增加，茶樹體內(nèi)的鉛含量升高，但不同器官的分布規(guī)律變化不大。茶多酚處理后，鉛污染茶樹的生長發(fā)育狀況明顯改善，生物量積累增加。低濃度下，茶多酚能降低鉛在茶樹體內(nèi)各組織中的積累，高濃度下，茶多酚提高了根系對鉛的吸收積累，而減少了葉片的鉛含量。
　　 ⑶鉛污染下，細(xì)胞整體結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，結(jié)構(gòu)不完整，大量細(xì)胞器消失，葉綠體、細(xì)胞核、線粒體等細(xì)胞器結(jié)構(gòu)受到明顯損傷。胞間連絲結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變，大

5、量內(nèi)質(zhì)網(wǎng)消失。細(xì)胞壁有大量云霧狀黑色沉淀，沉淀顆粒細(xì)密均勻，在細(xì)胞壁角隅地帶密度較大。茶多酚處理后，茶樹葉片、根尖細(xì)胞的整體結(jié)構(gòu)受損狀況明顯好轉(zhuǎn)，葉綠體、線粒體等細(xì)胞器整體結(jié)構(gòu)接近正常狀態(tài)，特別值得關(guān)注的是，在細(xì)胞壁、胞間連絲、細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等處發(fā)現(xiàn)了大量塊狀或顆粒狀黑色沉淀，與單一鉛污染處理沉淀形態(tài)明顯不同。
　　 ⑷茶多酚對土壤理化性質(zhì)具有明顯的調(diào)控作用，從而對土壤鉛的生物有效性產(chǎn)生影響。茶多酚添加到土壤后，土壤pH值降低，

6、多酚和有機(jī)質(zhì)含量提高，土壤礦物物相有所改變，表現(xiàn)為晶型更為完整，特別是大量鐵錳氧化物與茶多酚發(fā)生氧化還原反應(yīng)，土壤鉛的化學(xué)形態(tài)發(fā)生了明顯轉(zhuǎn)化，低濃度下有效態(tài)比例提高，而高濃度下有效態(tài)比例降低。土壤鉛的化學(xué)結(jié)合形態(tài)由占較大比例的磷酸鉛向茶多酚-鉛結(jié)合形態(tài)轉(zhuǎn)化。茶樹干物質(zhì)積累、體內(nèi)鉛積累與茶多酚導(dǎo)致的土壤理化性質(zhì)和鉛生物有效性交化關(guān)系密切。
　　 ⑸茶多酚對茶樹體內(nèi)鉛的微區(qū)分布和形態(tài)轉(zhuǎn)化具有明顯的影響。鉛處理下，茶樹根尖細(xì)胞的鉛主要

7、沉積在細(xì)胞壁，組織水平上主要分布于葉片的海綿組織和下表皮，根尖的表皮、內(nèi)皮層和中柱鞘等處。茶多酚處理后，鉛則主要沉積在根尖細(xì)胞的液泡中，組織水平上鉛在葉片上下表皮的分布明顯高于葉肉組織，鉛在葉脈縱向和根尖不同組織的分布也發(fā)生了明顯變化。微區(qū)分布的重新分配避免了鉛對重要細(xì)胞和組織的直接傷害，這可能是茶多酚降低鉛毒害的重要機(jī)制之一。
　　 ⑹傅立葉變換紅外光譜研究表明，茶樹根、葉組織的特征官能團(tuán)具有多樣性，主要包括羥基、羧基、氨基、