多代接触纳米物质会在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中引发跨代效应,而这种效应并未伴随着可检测的基因改变

《Environmental Science: Nano》:Multigenerational exposure to nanomaterials induces transgenerational memory without detectable genetic alterations in Arabidopsis thaliana

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Environmental Science: Nano 5.1

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  长期纳米材料暴露多代研究表明,拟南芥虽未出现遗传改变,但表型特征通过跨代记忆效应持续存在。

  

工程纳米材料(ENMs)在农业中的使用日益增多,无论是有意还是无意,这引发了人们对它们长期生物影响的日益关注。虽然短期接触纳米材料的影响已经得到了广泛研究,但其多代效应和潜在的跨代遗传效应仍知之甚少。在这里,我们利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模型系统,系统地研究了长期接触纳米材料对多代植物的生物影响。五种化学性质不同的纳米材料(碳点、SiO2、TiO2、Fe3O4和氧化石墨烯)通过根部暴露被施用于连续五代植物(T1–T5),随后是一代未接触纳米材料的恢复期(T6)。全基因组测序显示,与未接触纳米材料的对照组T6相比,接触纳米材料的T6植物没有可检测到的基因改变。值得注意的是,转录谱分析发现了基因表达的显著变化,这些表达差异几乎与T1代处理纳米材料后的表型特征一致。尽管停止了纳米材料的暴露,T1–T5代中出现的表型特征(如生物量增加)在T6代植物中仍然存在,这表明发生了跨代记忆现象。我们的研究结果首次提供了实验证据,证明这五种纳米材料的多代暴露在拟南芥中不会引起可检测的基因改变,但会导致跨代记忆,为可持续纳米农业的发展提供了新的见解。

图形摘要:多代接触纳米材料会在拟南芥中引发跨代记忆,而不会引起可检测的基因改变
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