山东省农业科学院花生所在微塑料影响花生-根瘤菌共生方面取得重要进展

　　近日，花生所在Journal of Hazardous Materials（JCR分区1区，中科院分区1区，IF=13.6）发表了题为“Polyvinyl chloride and polybutylene adipate microplastics affect peanut and rhizobium symbiosis by interfering with multiple metabolic pathways”的研究论文。

 

　　地膜覆盖是一项改善花生生长环境、提高花生产量的栽培技术，但是随着使用年限的延长，大量微塑料如聚氯乙烯（PVC，普通地膜合成物质）和己二酸聚丁烯（PBAT，生物降解地膜合成物质）被释放到环境中，这些微塑料对花生生长和结瘤造成了严重影响。本研究主要检测了3%（w/w）和5%（w/w）添加量的PVC（PV3，PV5）和PBAT（PB3，PB5）微塑料对花生白沙1016和慢生根瘤菌Bradyrhizobium zhanjiangense CCBAU 51778共生的影响，结果显示PVC和PBAT微塑料处理均能够显著降低花生叶绿素含量和根瘤数。

 

　　转录组分析结果显示PVC和PBAT微塑料通过影响花生黄酮生物合成途径、异黄酮生物合成途径、苯丙烷生物合成途径以及生物碱合成途径来激活植株抗逆系统、抑制根瘤形成并减少木质素合成。

 

　　随着PVC和PBAT微塑料浓度的增加（由3%增加至5%），花生抗逆性逐渐增强，结瘤能力逐渐降低。此外，PVC微塑料处理的花生根瘤数和叶绿素含量显著低于PBAT微塑料处理，但差异表达基因数量却高于PBAT微塑料处理，因此PVC微塑料对花生与根瘤菌共生的危害高于PBAT微塑料。

 

　　本研究有助于揭示微塑料对花生与根瘤菌共生的影响机制，对防治地膜污染、实现花生产业高质量绿色发展具有一定的指导意义。

 

　　花生所吴菊香、吴正锋和于天一为共同第一作者，花生所吴月为通讯作者，花生所张建成、张智猛和王洪峰对该研究进行了指导。该研究得到山东省自然科学基金（ZR2022QC005）和国家自然科学基金（32201446）资助。 

 

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