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四溴乙基环己烷(tetrabromoethylcyclohexane，TBECH)为添加型溴代阻燃剂，其立体化学结构复杂，主要含有4种立体异构体，每个异构体又分别含有一对手性对映体。随着传统溴代阻燃剂的生产和使用的限制，作为替代品的新型溴代阻燃剂TBECH被广泛应用于各行业，并在环境介质和生物体内普遍检出。目前关于TBECH的研究主要集中于环境介质中的分布、动物体的毒性效应等方面，植物中TBECH的迁移转化、毒性效应及其立体选择性的分子机制还不清楚。 针对以上问题，本论文的主要研究内容和结果如下: 1、建立了气相色谱质谱联用测定TBECH异构体和对映体的分离分析方法，考察了植物中TBECH的前处理过程。结果表明采用15m DB-5HT（0.25mm×0.1μm）色谱柱、进样口温度180℃、载气流速1mL/min等优化后的GC-MS参数时可以获得TBECH异构体的良好的色谱峰型，分离度高，灵敏度好;选择手性色谱柱MEGA-176MS(15m×0.25mm×0.18μm)和CHIRLDEXB-TA（30m×0.25mm×0.12μm）可以成功实现对α-和β-TBECH对映体对的分离，TBECH异构体和对映体的检测限分别为5-10μg/L和2-10μg/L;比较多种前处理方法，发现通过索氏提取结合复合硅胶柱净化植物中的TBECH时具有高的提取率和好的净化效果，植物样品中α-和β-TBECH的回收率为81％-122％。本文所建立的分析方法可以推动陆生生态系统中TBECH异构体和对映体的污染水平和环境归趋的研究。 2、以玉米为模式生物，通过温室水培实验研究了TBECH的植物吸收、传输和转化及其异构体和对映体的选择性分子机制。结果表明玉米对α-和β-TBECH均存在吸收和传输，且两者的累积动力学趋势相似。玉米中TBECH的吸收与传输具有异构体和对映体选择性。在异构体水平上，β-TBECH更容易被玉米根富集，而α-TBECH更易发生茎向传输。在对映体水平上，α1和β1分别较α2-和β2-TBECH更易被植物富集。植物中TBECH发生了异构转化和脱溴及羟基化等生物转化反应。即α-TBECH转化为γ-TBECH，β-TBECH转化为δ-TBECH;玉米中TBECH的Ⅰ相代谢产物主要有脱一溴产物、二溴产物、一羟基取代产物，Ⅱ相代谢产物为TBECH与GSH的结合产物。暴露TBECH后玉米的表达谱显示与传输有关的非特异性载脂蛋白nsTLP及与解毒代谢相关的CYP和GST酶的基因发生了过量表达。TBECH选择性诱导或者抑制了植物CYP和GST酶活及基因表达，证实了CYP和GST对TBECH生物代谢的重要作用。分子对接结果显示TBECH各异构体及对映体均能选择性进入植物生物大分子的活性区域并与特异性残基键合。β-和α1-TBECH与载脂蛋白的结合能力更强，表明它们更易被玉米吸收累积。不同异构体与CYP和GST键合方式及结合能存在显著差异，导致了玉米中TBECH代谢方式的立体选择性。理论计算的结果很好地解释了实验现象。通过本研究加深了对TBECH植物生物过程的认识，特别是明确植物中TBECH异构体和对映体选择性分子机制。 3、研究了TBECH异构体对玉米的选择性毒性效应及机制。FT-MS测定结果表明TBECH胁迫导致植物根系分泌组分的分布特征发生显著改变，其影响作用存在着的异构体间选择性差异。激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)原位观测到TBECH诱导了玉米体内O2·-和H2O2的产生，暴露β-TBECH后玉米组织体内活性氧的累积量最多。此外，TBECH引起了植物蛋白磷酸化水平的增加，导致γ-H2AX增加顺序为:δ-TBECH＞α/β-TBECH＞γ/δ-TBECH＞β-TBECH。基因表达谱显示暴露TBECH后玉米抗氧化酶CAT、SOD和POD的基因均发生了过量表达。进一步的RT-PCR验证表明玉米中抗氧化酶基因的表达量随暴露时间的延长先降低后升高。且TBECH对玉米中抗氧化酶基因的影响作用既具有异构体的选择性也具有抗氧化酶基因种类的特异性。以上结果发现TBECH暴露显著改变玉米根系分泌物组成，TBECH异构体选择性诱导玉米中活性氧的累积、DNA断裂及抗氧化酶基因的表达。本研究对深入认识新型溴代阻燃剂TBECH的环境行为和毒性效应提供了重要信息。