多组学整合揭示大薸在纳米塑料与镉联合胁迫下的氧化防御与光合抑制协调调控机制

《BMC Plant Biology》：Integrated multi-omics analysis reveals responsive regulation of Pistia stratiotes to combined nanoplastic and cadmium stress

　　水生植物正日益暴露于复杂的环境污染物中，包括纳米塑料（NPs）和镉（Cd）等重金属，然而其联合毒害的内在机制仍不清楚。本研究采用整合多组学方法，结合转录组学、蛋白质组学、代谢组学和生理分析，探讨大薸（Pistia stratiotes，P. stratiotes）对NPs、Cd及二者联合暴露的响应。联合胁迫显著损害了光合性能，下调了光系统I和II的关键组分、电子传递及三磷酸腺苷（ATP）合成相关成分，并伴随叶绿素和类胡萝卜素含量的降低。与此同时，抗氧化防御和次生代谢途径被强烈激活，包括α-亚麻酸代谢和茉莉酸生物合成增强，促进Vicenin-2、2-羟基亚麻酸和Goshonoside F2等候选代谢物的积累。超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性升高，以及丙二醛（MDA）水平增加，表明氧化胁迫加剧并伴随补偿性解毒反应。相关性分析和偏最小二乘结构方程建模（PLS-SEM）进一步揭示，胁迫信号与抗氧化防御和次生代谢正相关，而光合效率则呈负相关，表明在NPs和Cd联合暴露下存在协调的短期调控机制。总体而言，本研究提供了一个整合框架，揭示了大薸在新兴复合污染下如何平衡能量限制与氧化防御，为水生植物的响应调控机制提供了新的见解。