全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid,PFOA)作为持久性环境污染物,其暴露引发的毒性是当前的研究的热点。之前的研究表明,PFOA会在生物体内进行富集,植物体内高浓度的PFOA会造成严重的生长发育毒害,但其毒性作用机制目前尚不清楚。因此,本研究通过转录组数据分析和相关指标的测定,对PFOA造成的拟南芥毒性效应和毒性机制进行了分析。PFOA对拟南芥造成的毒害作用主要表现在:植株叶片和根部鲜重积累量减少,侧根数减少及叶片中叶绿素含量减少。由于PFOA被拟南芥吸收以后主要被转运到叶片,所以PFOA对拟南芥叶片造成的毒害明显强于根部。拟南芥吸收、转运PFOA都需要一个主动的跨膜转运蛋白。通过转录组数据分析发现,拟南芥根部和叶片中都有药物跨膜转运蛋白、主动跨膜转运蛋白、离子跨膜转运蛋白相关基因转录的上调,其中有12个基因是重叠基因。这些重叠基因可能与PFOA从根部到叶片的转运有关。拟南芥体内PFOA的积累引发了缺铁响应基因的剧烈响应,而同期PFOA处理的拟南芥叶片和根部的铁含量与对照组相比没有明显变化,表明PFOA引发的拟南芥缺铁基因的响应与铁元素的含量无关。拟南芥根部铁吸收基因的上调,促进了根部对铁元素的吸收,而根部铁转运基因的下调,可能抑制了铁从根部向叶片的转运,导致拟南芥吸收的铁主要被存储在根部。此外,PFOA作用还引发了拟南芥体内氧化还原基因的响应,且叶片强于根部。通过活性氧转录组数据分析发现,谷胱甘肽硫转移酶、尿苷二磷酸糖基转移酶的转录丰度大量增加,这两类蛋白在拟南芥有机物质的解毒方面发挥着重要作用。为了分析拟南芥体内的氧化还原状态,我们对拟南芥体内的抗氧化指标进行测定,发现,PFOA作用下,拟南芥体内谷胱甘肽含量和谷胱甘肽还原酶的活性都发生了增加。进一步表明,PFOA对拟南芥造成了氧化胁迫。因此,本研究不仅揭示了不同浓度PFOA对拟南芥的毒性效应,而且还为PFOA毒性作用机制在分子水平上的研究提供了新思路。