山东省农业科学院花生所在生物炭减轻微塑料对根果发育毒性方面取得新进展

　　近日，山东省农业科学院花生所栽培生理团队在 Ecotoxicology and Environmental Safety（中科院2区top，IF=6.8）和 Journal of the Science of Food and Agriculture（中科院2区，IF=4.2）接连发表了题为 “Biochar relieves the toxic effects of microplastics on the root-rhizosphere soil system by altering root expression profiles and microbial diversity and functions” 和 “Biochar alleviated the toxic effects of microplastics‐contaminated geocarposphere soil on peanut （Arachis hypogaea L.） pod development: roles of pod nutrient metabolism and geocarposphere microbial modulation” 的研究论文，在生物炭减轻微塑料对根果发育毒性方面取得重要进展。

 

　　微塑料作为一种新型环境污染物在农田土壤中逐年累积，给作物生长发育和农田生态系统带来潜在危害。生物炭具有的多样微孔结构和高比表面积等特点，对吸附土壤微塑料、缓解微塑料对农田生态系统造成的不利影响具有潜在的应用价值。目前，关于微塑料胁迫及生物炭施用对花生根果发育影响的内在机制尚不明确。

 

　　本研究探究了微塑料污染和生物炭施用对花生根系和荚果转录水平和根际果际微生物的影响，测定了不同处理条件下花生根系和荚果生长发育指标的变化。研究发现，根际与果际环境中存在的微塑料能够直接进入花生植株内，抑制花生根系和荚果的生长发育。施用生物炭能够显著促进花生根系中受微塑料胁迫抑制的抗氧化胁迫、能量代谢和木质素合成相关途径基因以及荚果中氨基酸代谢和油脂合成途径关键基因的表达，直接促进花生根系和荚果的发育。同时，施用生物炭还能够有效恢复受微塑料胁迫抑制的花生根际与果际微生物群落多样性和养分循环代谢，提高花生根际果际土壤养分有效性，进而促进花生的生长发育。

 

　　本研究结果拓展了目前对于花生体内微塑料吸收途径的认识，提高了对微塑料胁迫及生物炭如何影响花生生长发育、土壤性质、微生物群落结构及代谢功能的理解，并为未来农田微塑料污染的有效防治提供了理论支持。

 

　　两篇论文第一作者均为山东省花生研究所杨丽玉博士，沈浦副研究员和吴琪助理研究员分别为两篇文章的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、山东省农科院创新工程、山东省自然科学基金、山东省重点研发计划项目等课题的资助。 （撰稿：杨丽玉  核稿：张建成）

 

　　文章链接： https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.115935、 http://doi.org/10.1002/jsfa.13191