不同浓度和表面修饰的聚苯乙烯微塑料对水稻种子萌发、生长和氧化应激的影响

作     者：郑婷 张海韵 吕卫光 李双喜 沈晓芳 ZHENG Ting;ZHANG Haiyun;LÜWeiguang;LI Shuangxi;SHEN Xiaofang

作者机构：上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站上海201403 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室上海201403 苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 

基　　金：上海市科技兴农项目(2022-02-08-00-12-F01121) 国家自然科学基金项目(42207436) 上海市青年科技英才扬帆计划项目(19YF1443600) 上海市农业科学院卓越团队建设计划(沪农科卓〔2022〕008) 

出 版 物：《农业资源与环境学报》 (Journal of Agricultural Resources and Environment)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      码：666-676页

摘      要：为揭示微塑料对陆生植物的影响,本研究探究了不同表面修饰(原始、羧基化和氨基化)的聚苯乙烯微球(PS、PSC、PSN)暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况,暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)。结果表明,3种微塑料对水稻种子发芽率和幼苗根质量的抑制程度表现为PSN>PSC>PS,对水稻根系形态(根长、根表面积和根投影面积)的抑制程度总体表现为两种经表面修饰的微球强于原始微球。PS在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下通过刺激水稻根部提高抗氧化系统的应激水平,避免了氧化损伤;随着浓度的升高,根部抗氧化防御能力逐渐减弱,在30 mg·L^(-1)时引发了脂质过氧化。两种经表面修饰的微塑料在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下即可抑制根部抗氧化系统。PSC仅在最高浓度(30 mg·L^(-1))下诱导了根部氧化损伤,而PSN在1 mg·L^(-1)时就引发了氧化损伤,且随着PSN浓度的升高,氧化损伤进一步加剧。随着微塑料浓度的升高,水稻根表洗脱物明显增多,可能与根部的抗氧化反应有关。最高浓度(30 mg·L^(-1))PSC和PSN的根表洗脱液中可观察到微塑料,根表吸附可能是导致氧化损伤和生长发育受阻的原因。水稻的芽对微塑料的敏感性远低于根部,芽质量和叶绿素含量受到了一定程度的抑制;3种微塑料均在最高浓度(30 mg·L^(-1))时引发了芽的氧化损伤,但各处理组间的差异不大。研究表明,与原始聚苯乙烯微塑料相比,经表面修饰的微塑料,尤其是氨基化微塑料对水稻种子萌发、根系生长和抗氧化系统的负面影响更强。

主 题 词：聚苯乙烯微塑料 表面修饰 水稻 发芽 生长 根系形态 氧化应激 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-动物生产类] 0713[0713] 

核心收录：

D　O　I：10.13254/j.jare.2023.0045

馆 藏 号：203127785...