微塑料污染生态毒理学研究：揭示榆树(Ulmus pumila)抗虫防御机制与苏云金芽孢杆菌(Bt)的协同防控效应

为解决陆地生态系统中微塑料污染加剧的问题，研究人员通过构建聚乙烯(PE)微塑料污染土壤-榆树-美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫食物链模型，揭示了PE通过抑制榆树叶片的营养物质、叶绿素及次生代谢物(如黄酮类)合成基因(FLS、CHS等)，削弱其抗虫性；同时发现PE与苏云金芽孢杆菌(Bt)联合处理可协同增强幼虫死亡率，破坏其先天免疫和能量代谢，为微塑料污染环境下的害虫防控提供新策略。

　　

陆地生态系统中微塑料污染的生态毒性效应正引发广泛关注。本研究创新性地构建了聚乙烯(PE)微塑料污染土壤-榆树(Ulmus pumila)-美国白蛾(Hyphantria cunea)幼虫三级食物链模型，揭示了PE通过双重作用机制影响生态平衡：一方面，PE胁迫显著降低榆树叶片的营养物质（葡萄糖/氨基酸代谢通路基因受抑）、叶绿素含量及次生代谢产物（黄酮类/总酚）积累，关键合成基因FLS（黄酮醇合成酶）和CHS（查尔酮合成酶）表达受阻，导致榆树自我防御能力下降；另一方面，PE与苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)联合处理产生协同效应，使幼虫死亡率提升且体重抑制加剧。分子层面显示，该组合不仅破坏幼虫细胞/体液免疫系统，还激活中肠凋亡基因表达，同时降低能量代谢相关基因活性。这项研究为理解微塑料通过"自损式"抗虫削弱机制影响生态链提供了直接证据，并证实Bt在微塑料污染环境中仍具高效生物防治潜力。