来源：Environmental Pollution
题目：Effects of nanoplastics on the growth, transcription, and metabolism of rice (Oryza sativa L.) and synergistic effects in the presence of iron plaque and humic acid
纳米塑料对水稻生长、转录和代谢的影响及其在铁膜和腐植酸存在下的协同效应
研究团队：天津市农业科学院农产品质量安全与营养研究所欧阳小雪为论文第一作者，农业农村部环境保护科研监测所马杰副研究员为论文通讯作者
资助信息：国家自然科学基金（42377409和42307511）、天津市自然科学基金（23JCYBJC00310）和中国农业科学院科技创新工程项目共同资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.125246
研究背景与意义
纳米塑料（NPs）是粒径小于100 nm的颗粒状环境新污染物，会对生物体产生不利影响。然而，在铁矿物和腐植酸（HA）存在的情况下，植物根系吸收NPs后介导的植物生长的生理和分子机制尚不清楚。
本研究讨论了水稻（Oryza sativa L.）在根表铁膜（IP）和HA存在下暴露于20 nm聚苯乙烯NPs的生理毒性效应，利用多种显微技术表征了NPs在根系中的分布。同时，通过转录和代谢组学分析了NPs对水稻毒性的潜在分子机制。
主要研究结果
研究结果表明，NPs在水稻根表面被吸收进入细胞，共聚焦激光扫描显微镜证实了NPs被根的吸收。NPs处理降低了根的超氧化物歧化酶（SOD）活性（28.9% ~ 44.0%）和蛋白质含量（31.2% ~ 38.6%）。在NPs胁迫下，IP和HA（5、20 mg L−1）降低了根的蛋白质含量（20.44% ~ 58.3%和44.2 ~ 45.2%），提高了根的木质素含量（22.3% ~ 27.5%和19.2% ~ 29.6%）。IP抑制了NPs诱导的SOD活性下降趋势（19.2% ~ 29.5%），HA促进了这一趋势（48.7% ~ 50.3%）。转录和代谢组学分析表明，NPs抑制精氨酸的生物合成以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的代谢，并激活与木质素相关的苯丙素生物合成。IP和HA的共存对NPs诱导的氨基酸代谢和苯丙素生物合成有积极影响。氨基酸代谢的抑制可能影响蛋白质的生物合成，从而导致根蛋白含量的降低。苯基丙烷类生物合成的激活导致作为次生代谢物的根木质素含量增加，促进胞外屏障的形成，最终抑制NPs的吸收和运输。
综上所述，NPs对水稻植株构成很大的风险；然而，天然矿物质和根际环境中的HA可能会影响其环境风险。因此，在预测NPs在溶液-植物界面的命运和毒性时，应考虑共存矿物和HA以及环境条件的影响。本研究为认识NPs在真实环境条件下的环境风险提供了科学依据。
图1 文章摘要图
责任编辑：宋潇
校对丨审核：张阳 王农
本文由《农业环境科学学报》青年编委马杰副研究员供稿。欢迎各位专家学者向农业环境科学投稿宣传团队科研成果！请您联系邮箱：caep_sx@163.com。投稿时请确保您拥有论文的翻译、编辑、转载等权利。
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