微塑料对小麦作物耐低温性的研究取得进展

来源：山东省农业科学院2021-11-29 08:21

全球每年消耗约2.45亿吨塑料，其中91%没有回收。2016年，联合国环境大会将微塑料问题等同于全球气候变化等重大全球环境问题。在高投入农业中，塑料制品的大量使用使得塑料颗粒容易进入土壤环境，而农作物则可以通过裂隙侵入的方式吸收塑料颗粒，从而受到塑料颗粒的影响，不利于自身的生长。然而，关于塑料颗粒如何影响作物耐低温性的研究还很少。为此，科学研究

全球每年消耗约2.45亿吨塑料，其中91%没有回收。2016年，联合国环境大会将微塑料问题等同于全球气候变化等重大全球环境问题。在高投入农业中，塑料制品的大量使用使得塑料颗粒容易进入土壤环境，而农作物则可以通过裂隙侵入的方式吸收塑料颗粒，从而受到塑料颗粒的影响，不利于自身的生长。然而，关于塑料颗粒如何影响作物耐低温性的研究还很少。因此，研究人员以大麦为研究对象，对塑料颗粒影响大麦耐低温的生理机制进行了相关研究。

利用荧光显微镜观察发现，经荧光标记塑料处理的大麦叶片原生质体具有荧光，表明塑料进入植物细胞。低温胁迫下，纳米塑料颗粒处理的大麦叶片净光合速率较小。进一步提取叶绿体后发现，纳米塑料颗粒处理降低了Mg2 -ATPase和核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)的活性，导致ATP含量降低。以上结果表明，纳米塑料颗粒的处理干扰了低温胁迫下大麦的光合碳同化，加剧了能量和物质的不平衡。接下来，研究人员研究了植物糖酵解过程，发现在低温胁迫下，纳米塑料颗粒的处理降低了大麦叶片中UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、磷酸葡萄糖变位酶(PGM)、葡萄糖磷酸异构酶(PGI)、葡萄糖6-磷酸脱氢酶(G6PDH)、果糖激酶(FK)和果糖磷酸。实验还通过提取叶绿体和线粒体，在亚细胞水平上研究了低温和纳米塑料颗粒引起的氧化应激。结果表明，低温胁迫下，纳米颗粒导致植物叶片线粒体活性氧积累，降低叶绿体中过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和线粒体中APX的活性，降低了活性氧的清除效率。

研究成果发表于国际有害物质杂志(10.588，1区TOP)，山东省农业科学院作物研究所为第一单位，小麦栽培团队副研究员王宗帅为第一作者，中国科学院东北地理研究所研究员李向南为通讯作者。该研究得到了山东省重大科技创新项目和国家重点研发计划的支持；d计划。(100yiyao.com)

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