土壤学报

作者：谭苗苗，孙晓东，王月，邢荣祥，孟鸽，袁宪正

单位：谭苗苗，山东大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266237；,孙晓东，山东大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266237；,王月，山东大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266237；,邢荣祥，山东大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266237；,孟鸽，山东大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266237；,袁宪正，山东大学环境科学与工程学院, 山东青岛 266237；xzyuan@sdu.edu.cn,

关键词：聚苯乙烯纳米塑料;烟草;差异代谢物;碳氮代谢

基金：国家自然科学基金项目（22425604，22176114，22406110）资助

微纳米塑料作为新兴污染物在土壤环境中广泛分布，但目前研究多聚焦于水生生态系统与粮食作物，对烟草等具有特殊经济价值和复杂次生代谢的陆生嗜好类作物关注不足。本研究以本氏烟草（Nicotiana benthamiana）为研究对象，采用盆栽和水培相结合的试验方法，系统探究了聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）根系暴露对烟草生长发育及生理代谢的影响。盆栽试验表明，与对照组相比，150、500和800 mg·kg-1的PS-NPs促使烟草幼苗株高分别显著下降了18.80%、29.42%和30.67%。烟草水培暴露30天后，50和150 μg·mL-1的PS-NPs显著抑制株高并促进根系伸长，增幅达43.52%和47.20%；同时，烟草地上部的鲜重显著高于对照组，而干重则被PS-NPs显著抑制。生理生化分析显示，PS-NPs诱导根系氧化应激，导致过氧化氢和丙二醛含量升高及超氧化物歧化酶活性增强。代谢组学结果表明，根系中糖酵解与TCA循环关键中间产物（如葡萄糖-6-磷酸、柠檬酸、α-酮戊二酸）显著下调，而异亮氨酸、缬氨酸等游离氨基酸积累，表明氮资源重分配以维持渗透调节和基础防御。叶片则通过碳截留积累可溶性糖及磷酸己糖，并增强黄酮类次生代谢物与非蛋白氨基酸等防御化合物的生物合成，表现出明显的器官特异性代谢调控。综上，PS-NPs根系暴露显著抑制烟草地上部生长并诱导氧化应激，激活了抗氧化系统且扰动了相关代谢通路。根系和叶片通过差异化代谢策略协同应对胁迫，体现出器官特异性的适应机制。本研究揭示了植物对微纳米塑料胁迫的代谢适应机制，对科学评估陆地环境中微纳米塑料的潜在生态环境风险具有重要指导意义。

来源：2026年第2期

《土壤学报》期刊编辑部

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