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南京土壤所在不同電荷微塑料影響植物基因調節和代謝方面取得進展

2022-11-21 分享到：

微塑料是一種粒徑小于5mm的塑料類污染物，在大氣、水以及土壤等環境介質中廣泛檢出。農膜是設施菜地中微塑料的重要來源，植物葉片會捕獲甚至吸收空氣中沉降的微塑料，并通過食物鏈進入人體。然而，植物通過葉面途徑吸收不同電性微塑料的分子機制尚未被報道。

中國科學院南京土壤研究所王芳研究員課題組前期研究發現了農膜中酞酸酯的一級動力學釋放規律，建立了農膜酞酸酯釋放對人體健康風險的評價方法，并通過熒光強度定量，表明靜電作用和物理滯留是不同電荷微塑料在典型土壤上的吸附機制。基于此，采用熒光標記的聚苯乙烯微塑料(約0.2μm)，結合激光共聚焦顯微技術、環境掃描電子顯微技術、轉錄組學和代謝組學研究，發現生菜通過葉面暴露吸收微塑料的主要通道為氣孔攝入和角質層途徑。正電荷微塑料在生菜葉片內的累積量大于負電荷微塑料，且對生菜生理生化、轉錄組和代謝組的影響更大，包括生物量和光合色素的減少、活性氧和抗氧化酶活性的增加、基因的差異表達和代謝物譜的改變。此外，生菜葉片內晝夜節律相關的基因隨正電荷微塑料的暴露水平上升而上調，引起了該功能途徑的顯著富集。研究結果為微塑料通過葉面途徑進入植物提供了直接證據，并從分子尺度揭示了不同電荷微塑料對植物生長影響的環境效應，為理解酞酸酯和微塑料在環境中的遷移、歸趨及生態效應，進一步評價農膜源酞酸酯和微塑料在設施菜地環境中的生態風險提供理論依據。

以上研究結果已在Environmental Science & Technology 和 Journal of Hazardous Materials期刊上發表，博士生王宇為論文第一作者，王芳研究員為論文通訊作者。研究工作得到國家重點研發計劃專項等資助。

論文鏈接：1，2，3