聚（己二酸-共对苯二甲酸丁二醇酯）微塑料对拟南芥及其根相关微生物组的负面影响

1.研究背景：

可降解塑料聚（己二酸-共对苯二甲酸丁二醇酯）（PBAT）被认为是低密度聚乙烯（LDPE）的潜在替代品，作为地膜的主要成分。MPS的存在会改变土壤中微生物群落的结构。LDPE是地膜覆研究。然而，尚不清楚PBAT是否对植物-土壤系统有害。

2.研究内容：

西北农林科技大学生命科学学院的Jiaxi Liu等人将拟南芥种植在含有LDPE或PBATMPS的土壤中，测定了拟南芥的基本生长指数和与氧化胁迫相关的酶活性，并进行了转录组分析在基因表达水平上植物对MPS的反应。通过16S rRNA的序列评估土壤、根际土壤和植物根区(根面和内层)中微生物组的结构和功能，测定了PBAT降解产物对植物的影响。

3. 主要研究结果：

（1）.LDPE和PBAT微塑料对拟南芥生长的影响。（a-b）暴露于微塑料后7周的植物生长表型。比例尺：(a)中的5厘米和(b)中的1厘米。(c)直到植物开花的天数。(d)总叶面积(4周)。(e)全株干重。(f)每株果实的数量（7周）。显著差异表示为：*p< 0.05，** p < 0.01，***p<0.001；和n.s.=没有显著差异。 

（2）、LDPE-MPs或PBAT-MPs 对拟南芥 (a) ROS 产生率、(b) MDA 含量和 (c) POD 和 (d) SOD 活性的影响。显著差异表示为：* p < 0.05，** p < 0.01，*** p < 0.001；和 n.s. = 没有显著差异。

（3）、微塑料对拟南芥影响的转录组学分析。 (a) 与对照相比，LDPE-MPs 和 PBAT-MPs 处理下的 DEG 数量。(b) 通过主成分分析和 (c) 不同处理组中 DEG 的热图 (padj <0.05 和 |log2FoldChange|>1.0) 对样本进行聚类。（ d ）与对照相比，PBAT-MPs处理的基因本体（GO）富集分析（生物过程）。

（4）、大块土壤和 811 根相关微生物组的变化。(a) α-多样性值。(b) 差异丰富的 OTU 的数量。(c) 基于加权 UniFrac 距离的分析。（ d ）门水平的细菌组成百分比（n = 6）。不同字母表示 p < 0.05 时差异显著。

（5）、PBAT微塑料及其降解产物(丁二醇(BDO)、对苯二甲酸(PTA)和己二酸(Ad))对拟南芥生长的影响(a)暴露于PBAT微塑料和降解产物5周后的植株生长表型。比例尺= 3厘米。(b)植物总叶面积。(c)整株干重。(d)每株果实数(5周)。不同字母表示差异显著，p < 0.05。

4.研究结论：

LDPE-MPs和PBAT-MPs影响拟南芥的生长，其中PBAT-MPs的影响比LDPE-MPs更严重。LDPE-MPs显著延迟植物生长发育，而PBAT-MPs没有。转录组分析表明，PBAT-MPs处理破坏了拟南芥的光合系统，并富集了毒素降解和转运的相关通路。LDPE-MPS和PBAT-MPS显著改变了土壤、根际土壤和植物根区的细菌群落结构。结果表明PBAT-MPS可能已被微生物降解，其降解产物可能对植物有毒害作用。PBAT降解产物：己二酸、对苯二甲酸和丁二醇比PBAT-MPS具有更强的抑制作用，并且随着浓度的增加，抑制作用增强。