随着环保主义者和消费者对海洋和海鲜中微纳米塑料的担忧与日俱增，它们在海洋环境中的研究也越来越多。但人们对农业土壤中的纳米塑料知之甚少。研究人员现在有直接证据表明，纳米塑料被陆地植物内化。
马萨诸塞大学阿默斯特分校(University Of Massachusetts Amherst)的邢宝山(音译)和他在中国的同事表示，随着环保主义者和消费者对海洋和海鲜中微纳米塑料的担忧与日俱增，越来越多的人在海洋环境中对它们进行研究。但他们补充说，人们对纳米塑料在陆地环境中的行为知之甚少，特别是在农业土壤中。
邢某是美国马萨诸塞州阿默斯特大学斯托克布里奇农业学院的环境科学家，也是中国山东大学的合作者，他指出，到目前为止，还没有直接证据表明纳米塑料被陆地植物内化。
他们说，我们的发现提供了直接证据，证明纳米塑料可以在植物体内积累，这取决于它们的表面电荷。植物对纳米塑料的积累既可以产生直接的生态效应，也可以对农业的可持续性和食品安全产生影响。带正电荷和带负电荷的纳米塑料都会在常用的实验室模式植物拟南芥中积累。
邢某补充说，全球范围内的广泛使用和环境中的持久性导致了大量的塑料垃圾。他说，我们的实验利用显微、分子和遗传方法，在实验室的组织和分子水平上为我们提供了植物吸收和积累纳米塑料的证据。我们已经从根到芽证明了这一点。细节将在本周的“自然纳米技术”杂志上公布。
Xing指出，纳米塑料颗粒可以小到蛋白质或病毒那么小。风化和降解改变了塑料的物理和化学性质，并赋予表面电荷，因此环境颗粒不同于实验室中经常使用的原始聚苯乙烯纳米塑料。这就是为什么我们合成了表面带正电荷或负电荷的聚苯乙烯纳米塑料用于我们的实验。
他帮助设计了这项研究，解释了结果，评估和修改了手稿，而山东大学由郑元和王树光领导的一个大型团队进行了实验。
他们在混合了不同电荷的荧光标记纳米塑料的土壤中种植拟南芥植物，以评估植物的重量、高度、叶绿素含量和根的生长。例如，七周后，他们观察到，接触纳米塑料的植物的生物量和高度都低于对照组。
Xing补充道，纳米塑料减少了模式植物的总生物量。它们较小，根部也短得多。如果你减少生物量，对植物不好，产量会下降，农作物的营养价值可能会受到影响。
他补充说，我们发现带正电的粒子没有被吸收那么多，但它们对植物的危害更大。我们不知道确切的原因，但很可能是带正电的纳米塑料更多地与水、营养物质和根部相互作用，并引发了不同的基因表达。这需要在环境中的农作物中进一步探索。在此之前，我们不知道它会如何影响作物产量和粮食作物安全。
研究小组还分析了幼苗，以调查根部对带电纳米塑料的敏感性。暴露10d后，幼苗生长受到抑制。为了确定相关的分子机制，研究人员对根和芽进行了RNA-Seq转录分析，然后对三个根基因和四个芽基因进行了定量PCR分析，验证了结果。
他们写道，不考虑表面电荷，拟南芥可以吸收和运输尺寸小于200 nm的纳米塑料。此外，在这项研究中，我们主要证明了不同电荷的纳米塑料在根组织中吸收和运输纳米塑料的途径是不同的。
材料由马萨诸塞大学阿默斯特分校提供。注意：内容可以根据样式和长度进行编辑。
孙晓东，郑元，贾跃斌，冯立娟，朱范平，董尚上，刘佳佳，孔祥培，田惠宇，段建路，丁兆军，王树光，邢宝山。不同电荷的纳米塑料在拟南芥中表现出明显的积累。自然纳米技术，2020年；DOI：10.1038/s41565.020707-4。
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