在具有细胞类型偏好的木制植物中纳米塑料的积累

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 植物生物学 植物生物学
• 生态毒理学 生态毒理学

背景情况:

• 在陆地生态系统中,纳米塑料 (NP) 污染正在增加.
• 了解NP对森林树木的影响至关重要,但有限.
• 有关NP吸收,转移,积累和木质植物的影响存在关键知识差距.

研究的目的:

• 研究纳米塑料在Phoebe bournei中的吸收,转移,积累和影响.
• 阐明森林树木中NP积累背后的机制.
• 评估P. bournei对纳米塑料暴露的生理和分子反应.

主要方法:

• 用光标记的聚乙烯 (PS) 和聚甲基甲酸 (PMMA) 纳米塑料和二氧化 (SiO2) 纳米粒子应用于P. bournei.
• 同焦显微镜可视化NP吸收和分布.
• 转录组分析以确定受NP影响的分子反应和途径.

主要成果:

• PS纳米塑料通过影响光系统II (PSII) 主子电子受体 (Q_A) 减少来抑制光合作用.
• 作为对NP暴露的反应,谷氨酸 (GSH) 度增加,这表明氧化应激.
• 核被根部吸收,转移到地面上,并积聚在特定的组织中,如内皮体,树皮体,花皮体和表皮体,特别是那些二次细胞壁加厚的组织.
• 通过改变PbCER1,PbLTPG8和PbABCG22的表达,NP降低了光合作用基因的调节,并破坏了皮质/代谢.
• SiO2纳米颗粒没有显示与NP相同的细胞类型特定的积累模式.

结论:

• 纳米塑料被吸收,转移,并在森林树木的特定组织中积累,与无机纳米颗粒相比,它们具有不同的模式.
• 暴露于NP会诱导生理应激,包括抑制光合作用和氧化应激,并改变与细胞壁组件和脂质代谢相关的基因表达.
• 研究结果提供了对NP应激反应和木质多年生植物的转移的见解,这表明NP植物积累策略的潜力.