研究阐明了银纳米粒子对水生植物无机碳利用的影响

沉水植物生长在水下，代表了一组适应水生环境的高等植物。当它们在水中生长时，无机碳的吸收与陆生植物有很大不同。然而，近几十年来沉水植物的多样性和丰度一直在下降，排放到水生生态系统中的污染物可能是主要因素之一。

银纳米粒子(AgNPs)因其出色的广谱抗菌性能在全球范围内广泛使用，已成为新兴污染物之一。然而，关于AgNPs对水生植物光合无机碳利用的副作用知之甚少。

中国科学院武汉植物园的研究人员使用Ottleilaalismoides研究了AgNPs对水生植物无机碳利用的影响，Ottleilaalismoides是唯一具有三种CO2浓缩机制的水生植物。

他们发现，一旦淹没的大型植物与释放的AgNPs接触，在吸收之前，AgNPs立即抑制位于周质空间的外部碳酸酐酶的活性，从而降低植物使用碳酸氢盐的能力。

在被淹没的大型植物吸收后，AgNPs主要聚集在细胞壁和叶绿体中。然后，内化的AgNPs显着抑制核酮糖1,5-二磷酸羧化酶加氧酶(Rubisco)固定CO2的活性，从而阻断卡尔文循环。

同时，内化的AgNPs通过抑制磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)、丙酮酸磷酸二激酶(PPDK)和NAD依赖性苹果酸酶(NAD-ME)的活性来扰乱C4和景天酸代谢(CAM)，从而改变细胞内苹果酸的生物合成和脱羧作用。

由于无机碳利用途径中对AgNPs的不同反应(外部碳酸酐酶、Rubisco、PEPC、PPDK和NAD-ME对AgNPs暴露的不同敏感性)，排出的AgNPs可能会扰乱具有不同无机碳的物种的平衡利用策略，这可能会改变淡水植物群落的物种组成和水生系统中的碳循环，尤其是CO2和碳酸氢盐固定用户。

这种干扰可能会改变淡水植物群落的物种组成和水生系统中的碳循环，在未来的研究中应考虑到这一点。

题为“无机碳利用：银纳米粒子对水下大型植物的毒性目标”的结果已发表在《环境污染》杂志上。