近日，武汉工商学院环境与生物工程学院刘瑶团队在国际权威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一区TOP，DOI:10.1021/acs.jafc.5c11305）发表封面论文，首次系统揭示土壤微塑料对农作物的多维度毒性机制。研究通过整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学技术，构建了微塑料影响作物生理代谢的分子网络模型。
该研究量化分析了2003-2024年间全球农田土壤微塑料污染特征，发现地膜残留、污水灌溉等农业活动导致耕作层微塑料浓度持续攀升。微塑料通过根系吸收和叶片截留进入作物体内，在可食用组织形成富集，引发氧化应激、光合损伤等复合毒性效应。多组学分析表明，微塑料会干扰作物基因表达（如离子转运相关基因）、破坏蛋白质磷酸化平衡，并改变糖酵解等核心代谢通路，最终导致生物量下降和品质劣化。
图为《Journal of Agricultural and Food Chemistry》当期封面
“微塑料对作物的影响具有显著的非线性特征，”论文作者刘瑶指出，“研究首次系统揭示了基因-蛋白-代谢的多层次调控网络，为建立基于分子标记的作物抗性育种体系提供了理论支撑。”研究团队建议，未来需重点开发微塑料-植物互作数据库，构建田间快速检测技术，并探索微生物降解与分子修复相结合的综合治理方案。该研究得到湖北省自然科学基金和湖北省优势特色学科群计划资助。
