由于塑料废弃物逐年上升,经过风化和磨损后形成的微塑料(Microplastics)广泛分布于各种环境中,包括大气、农田、森林和湖泊等,引起了社会关注。积累在土壤中的微塑料能被植物吸收并影响其生长发育,前人已经对植物响应微塑料胁迫展开了大量研究,主要集中在模式植物、重要农作物和园艺植物,这些植物都是草本植物,然而木本植物如何响应微塑料胁迫尚不清楚。本实验以木本植物银杏为实验材料,研究微塑料处理对银杏表型、生理生化以及转录调控的影响,主要取得的研究结果如下:(1)在浓度筛选实验中对50 mg/L、100 mg/L和300 mg/L微塑料浇灌处理后的银杏幼苗分别进行生理生化指标测定,发现相比于中低浓度(50 mg/L和100 mg/L)微塑料处理,高浓度(300 mg/L)微塑料处理能对幼苗根部和叶片的表型和生理生化指标产生更显著影响。(2)进一步采用300mg/L为处理浓度,对处理后12intensive medical interventionh、24h、3d、7d与14d的植株进行取样,测定其表型、生理生化指标并以此进行分析。结果显示短时间(12 h、24 h和3 d)处理对银杏的影响不显著。但是长时间(7 d和14 d)处理显著影响根叶形态、次生代谢物积累、抗氧化酶活性以及叶片光合性能,并对根部造成较强的遗传毒性。主要表现为植株根长和叶面积减小,而侧根数量和侧根长增加,叶片总黄酮、根可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,而叶片可溶性糖、叶片可溶性蛋白以及根总黄酮含量下降。(3)进一步通过转录组分析对照组(Control,处理0 d)、处理1d(MP_1d)与处理7 d(MP_7 d)三个处理不同时长银杏幼苗根部的差异表达基因,共筛选到3940个DEGs。其中,MPF-6463922P_1d vs Control主要富集在:“α-亚麻酸代谢”、“MAPNSC 127716作用K信号通路”、“苯丙素生物合成”、“植物-病原相互作用”、“苯丙烷代谢”等。MP_7d vs Control组中差异基因主要富集在:“牛磺酸和亚牛磺酸代谢”、“苯丙素生物合成”、“二苯乙烯类-二苯基庚烷类-姜酚类生物合成”、“泛醌和其他萜类生物合成”等。对苯丙素通路的差异表达基因分析发现,处理能显著影响PAL、C4H、CHS、COMT、LAC、DFR、F3’H等类黄酮合成关键基因的表达,如木质素下游关键酶基因LAC大部分显著下降,而类黄酮合成关键基因CHS、CHI、F3’H大部分呈上调表达趋势,木质素与类黄酮部分相关基因表达呈现相反趋势,qRT-PCR实验验证了上述部分基因的表达模式。这些结果表明,类黄酮可能参与了银杏对微塑料胁迫的响应。(4)选用拟南芥野生型、类黄酮合成基因过表达植株与突变体植株对类黄酮减轻微塑料胁迫的功能进行验证。NBT与PI染色实验发现,过表达植株根系与叶片所受的氧化胁迫较小,且根系细胞活性显著强于野生型;而突变体植株受到严重的氧化胁迫伤害,且根系细胞活性显著低于野生型。表明类黄酮参与了拟南芥响应微塑料胁迫,且能显著减轻胁迫对植株造成的伤害。综上,长时间微塑料暴露对银杏的表型、生理生化和转录调控均能产生显著影响,类黄酮在植物抵御微塑料胁迫中起到重要作用,以上结果为环境中加剧的微塑料污染对植物影响研究提供了参考依据。