生理学分析和转录组分析揭示了微塑料对瓜子 (Cucumis melo L.) 种子发芽和幼苗生长的影响
Zhiying Li1, Xiaolei Zeng1, Fenghang Sun1
1Joint FAFU-Dalhousie Lab, College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, 350002, China.
Journal of plant physiology
|June 17, 2023
概括
微塑料 (MP) 污染对西瓜种子发芽和苗木生长产生负面影响,影响根部发育和生理过程. 即使是低度的MP也会破坏植物生理学和基因表达,突出显示作物种植的风险.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 环境科学 环境科学
- 植物生理学 植物生理学
背景情况:
- 农业塑料有助于土壤微塑料 (MP) 积累,对作物健康构成威胁.
- 瓜子种植通常使用塑料覆盖,引发了对MP污染影响的担忧.
- MP污染对西瓜生长和生理学的影响尚不清楚.
研究的目的:
- 研究瓜子对微塑料暴露的形态学,生理学,生化学和转录学反应.
- 确定不同微塑料度对种子发芽和幼苗发育的影响.
- 评估瓜子种植中微塑料污染的生态风险.
主要方法:
- 瓜子种子和幼苗暴露在盆栽混合物中不同度的聚乙烯微塑料中.
- 评估种子发芽,根和芽的形态,生理参数 (酶活性,ROS,叶绿素光) 和生物化学含量 (氨酸,甲酸,可溶糖,蛋白质).
- 转录组分析以确定对微塑料暴露的反应中的基因表达变化.
主要成果:
- 低至中等的微塑料度 (1-4 g/kg−1) 对种子发芽和幼苗生长产生了不利影响,减少了干重和根参数,但增加了根活性.
- 微塑料暴露改变了酶活动 (catalase,过氧化酶),活性氧物种 (ROS) 水平和氧化应激标志物 (malondialdehyde).
- 转录组分析揭示了与防御反应,信号转导和代谢途径相关的显著基因表达变化.
结论:
- 微塑料污染对瓜子种子发芽和幼苗发展构成重大威胁.
- 微塑料诱导生理压力,改变瓜子植物中的基因表达.
- 这些发现为评估Cucurbitaceae蔬菜种植中微塑料污染的生态风险提供了关键数据.
