不同类型微塑料对黄芩生长生理及代谢的影响

作     者：高雅楠 王论言 李欣雨 贾向前 张彦龙 刘洋 

作者机构：黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室黑龙江省普通高校微生物重点实验室 黑龙江勃利经济开发区管理委员会博士后科研工作站 

出 版 物：《农业环境科学学报》 (Journal of Agro-Environment Science)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：黑龙江省自然科学基金(YQ2023C037) 国家自然科学基金青年科学基金(32301299) 

主　　题：微塑料 黄芩 生理响应 氧化应激 代谢产物 

摘      要：为解析微塑料对中药材黄芩（Scutellaria baicalensis）植株的生长影响及其毒理学响应，通过营养液培养的方式，检测了添加微塑料浓度为500 mg·L-1、粒径为10 μm左右的聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）、聚乙烯微塑料（PE-MPs）及聚丙烯微塑料（PP-MPs）营养液对黄芩植株生长状况、抗氧化酶活性的影响，并进一步探究了不同类型微塑料对黄芩植株的毒性作用。结果显示，PE-MPs对黄芩生长的影响相对较小，而PS-MPs和PP-MPs的影响更为显著。在光合色素含量方面，PS-MPs和PE-MPs处理导致降低，而PP-MPs处理则显著增加。抗氧化酶活性方面，PS-MPs和PE-MPs处理导致酶活力显著提升，PP-MPs处理影响较小。代谢层面上，PS-MPs和PP-MPs影响显著，主要影响半乳糖代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等途径，而PE-MPs主要影响糖代谢和TCA循环。此外，PP-MPs对黄芩根中汉黄芩素和黄芩素的影响最为显著，对黄芩苷和汉黄芩苷的影响相对较小。研究结果表明，不同类型微塑料对黄芩生长和代谢的影响存在差异，其中PS-MPs和PP-MPs主要影响黄芩植株的生长，而PE-MPs的影响比较小。PE-MPs主要影响了黄芩植株的糖代谢和TCA循环，而PS-MPs和PP-MPs则主要影响了TCA循环、半乳糖代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢；并且对黄芩植株的主要化合物的含量也产生了一定的影响。通过了解MPs对黄芩等药用植物生长的具体影响，对于评估微塑料污染可能给药用植物和农业生产带来的风险至关重要；这有助于制定有效策略以减轻微塑料对植物的负面影响，进而保障和提升农作物及药用植物的产量与品质。