安徽农业大学刘颖竹团队在Advanced Science发表关于减少大气微塑料在叶菜类植物叶面富集的最新研究成果

日，林学与园林学院刘颖竹教授团队在国际知名期刊《Advanced Science》在线发表题为“Chitosan-Carbon Dot Composite Materials Form a Leaf Surface Barrier to Mitigate the Enrichment and Invasion of Nanoplastics: From Leaf Interface to Systemic Response”的研究论文，系统揭示了壳聚糖-碳点复合材料（CS-CDs）缓解大气微/纳米塑料对叶菜类作物危害的作用机制，为相关污染防控提供了新的理论依据与技术路径。

近年来，随着全球塑料产量持续增长，大气微/纳米塑料污染问题日益突出。这类颗粒可通过叶片气孔和角质层进入植物体内，诱导氧化胁迫、抑制光合作用并扰乱代谢过程，进而威胁农产品安全与人类健康。然而，针对其在植物叶片表面富集及入侵过程的源头调控手段仍较为缺乏。

研究团队以小白菜为模式植物，构建并应用CS-CDs叶面喷施体系。结果表明，CS-CDs可在叶片表面形成保护膜，显著降低纳米塑料在气孔周围的富集并抑制其入侵；同时，碳点（CDs）可被叶片吸收并通过维管系统向植株各部位运输，在体内发挥抗氧化与光能转化功能，显著缓解了纳米塑料对作物生长的抑制作用，使植株生物量明显提升，光合速率、气孔导度等关键参数有效恢复。同时，该处理显著降低活性氧与膜脂质过氧化水平，并维持细胞氧化还原稳态，从而实现“表面阻隔+体内调控”的协同防护机制。

多组学联合分析进一步揭示了其深层调控机制。CS-CDs可激活角质层、蜡质及相关屏障结构的合成，增强叶片表面物理防御同时调控苯丙烷代谢、氨基酸代谢等代谢通路，促进黄酮、木质素等防御相关代谢物积累。此外，还可显著优化叶际微生物群落结构，富集有益菌群并恢复微生态平衡，从而多层级协同提升植物抗逆能力。值得注意的是，该策略对聚乙烯及轮胎磨损颗粒等大气颗粒污染同样具有良好的阻控效果，表现出一定的广谱适用潜力。

本研究从叶面界面到体内调控系统阐明了CS-CDs对纳米塑料胁迫的缓解机制，为农业环境安全提供了新思路。未来，团队将以园林与园艺植物为对象，开展跨物种应用的范式研究，推动该技术在复杂生态环境中的拓展与应用。

学校林学与园林学院硕士研究生赵贝贝为该论文的第一作者，刘颖竹教授为文章通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32102420）、黑龙江省自然科学基金（YQ2021C014）、国家博士后科学基金资助项目（2021M700739）、安徽农业大学人才引进项目（rc372307）的资助。

原文链接：http://doi.org/10.1002/advs.75278