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| 高砷土壤中可降解塑料颗粒对生菜毒性的调控作用及其代谢机制研究 |
| Regulatory Effect and Metabolic Mechanisms of Degradable Plastics particles on Toxicity in Lettuce (Lactuca sativa L.) Grown in High-Arsenic Contaminated Soil |
| 投稿时间：2026-02-09 修订日期：2026-03-18 |
| DOI： |
| 中文关键词: 砷 PBAT 生菜 氧化应激 代谢机制 |
| 英文关键词: Arsenic PBAT Lettuce (Lactuca sativa) Oxidative stress Metabolic mechanism |
| 基金项目:省（市）自然科学基金,国家自然科学基金项目（面上项目，重点项目，重大项目） |
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| 中文摘要: |
| 我国农田土壤当前面临微塑料与砷共存污染的严峻挑战，可生物降解塑料在替代传统不可降解塑料的同时可能产生新的生态风险，开展农田土壤中可降解塑料聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）与砷复合污染植物毒性研究，将为科学评估复合污染风险及制定有效的污染防控措施提供重要参考。鉴于此，首先研究发现PBAT能显著促进砷在生菜根系中的积累，与对照组CK相比，0.2%PBAT和2%PBAT处理组根系总砷含量分别增加2.16倍和2.79倍，同时，PBAT改变了地上部分无机砷的形态组成，与CK相比，0.2%PBAT组As（III）含量显著增加9.54%，而2%PBAT组显著降低11.96%，两种处理下As（V）含量分别显著增加84.97%和58.25%。进一步，研究发现PBAT对生菜生长具有“低促高抑”的剂量效应，与CK相比，0.2%PBAT处理组生菜生物量增加了5.82%，而2%PBAT处理组生物量显著下降31.63%。同时，与CK相比，2%PBAT处理组根重及叶绿素总量分别下降了31.91%和67.34%，存在高剂量PBAT显著抑制生长的作用，这种作用呈现与生菜根系总砷含量有正相关关系。不同浓度PBAT对生菜叶片抗氧化应激系统的调控作用存在显著差异，与CK组相比，2%PBAT处理组显著激活了生菜的抗氧化酶系统，SOD与POD活性分别上升3.68倍和4.95倍，而0.2%PBAT处理组未引发明显的抗氧化响应，这与上述高浓度PBAT显著促进植物根系砷积累、抑制生物生长，引发抗氧化胁迫有关。最后，结合非靶向代谢组学分析，PBAT调控含砷土壤中生菜毒性的代谢机制被阐明，研究发现PBAT处理组，与TCA循环相关的柠檬酸和异柠檬酸显著上调，同时作为能储物质的3-羟基丙酮酸和3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶显著上调，主要与植物抗氧化胁迫及维持较高能量消耗有关，而促进GSH合成的咖啡酸和L-谷氨酸在0.2%PBAT处理下调，在2%PBAT处理组上调，与SOD、POD活性增强应对复合污染胁迫有关。该研究为科学评估PBAT与砷的复合污染风险，以及制定差异化的农田土壤污染管理措施提供了数据支撑。 |
| 英文摘要: |
| 1、系统阐明了PBAT与砷复合污染对作物生长的“低促高抑”剂量效应及其与砷积累的关联机制。
2、揭示了PBAT调控砷毒性的机制，为差异化的农田污染风险防控提供了科学支撑。 |
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