近年來(lái)，納米氧化鋅（ZnO NPs）在農業(yè)生產(chǎn)中作為納米肥料大量使用。已有研究表明，ZnO NPs能夠增加植物的光合碳同化、水分利用效率和脅迫抗性。然而，ZnO NPs的過(guò)量使用會(huì )抑制根的生長(cháng)，改變植物的生理過(guò)程，影響植物的生長(cháng)和產(chǎn)量。另外，納米塑料（nPS）的大量生產(chǎn)與應用也使塑料污染成為世界范圍內的環(huán)境問(wèn)題之一。然而，我們對ZnO NPs和nPS互作對植物生長(cháng)的影響知之甚少。為此，東北地理所作物生理與栽培學(xué)科組研究人員以大麥（Hordeum vulgare）為研究對象，針對ZnO NPs和nPS互作影響大麥蛋白磷酸化的機制展開(kāi)研究。 

　　研究發(fā)現，與單一納米材料相比，ZnO NPs和nPS多重處理使過(guò)氧化氫（H2O2）含量增加了12.76%-38.30%，脫落酸（ABA）含量增加了10.42%-29.53%。通過(guò)蛋白磷酸化修飾組學(xué)分析發(fā)現，ZnO NPs和nPS共存改變了172個(gè)蛋白磷酸化位點(diǎn)，生物信息學(xué)分析發(fā)現這些位點(diǎn)分布在132個(gè)蛋白中。聚類(lèi)分析發(fā)現，這些蛋白主要參與光合作用、碳固定、氮代謝、精氨酸和脯氨酸代謝。進(jìn)一步的生化分析發(fā)現，與單一納米材料脅迫相比，ZnO NPs和nPS多重處理降低了大麥根部細胞壁過(guò)氧化物酶（cwPOX）和谷胱甘肽還原酶（GR）的活性，從而加劇了植物抗氧化系統的損傷。此外，ZnO NPs和nPS多重處理改變了大麥蔗糖分解，淀粉合成和糖酵解等碳代謝途徑。綜上，研究結果表明蛋白磷酸化調節植物對ZnO NPs和nPS互作的生理響應，并且與單一納米材料脅迫相比，兩種納米材料共存對植物產(chǎn)生了更嚴重的影響。 

　　研究成果發(fā)表于Journal of Hazardous Materials，由作物生理與栽培學(xué)科組博士研究生郭俊紅（第一作者）、李向楠研究員（通訊作者）等共同完成。相關(guān)工作得到了中國科學(xué)院戰略先導專(zhuān)項（XDA28020400），國家優(yōu)秀青年基金（31922064）等項目資助。 

　　論文信息：Guo, J.H., Li, S.X., Brestic, M., Li, N., Zhang, P., Liu, L., Li, X.N., Modulations in protein phosphorylation explain the physiological responses of barley (Hordeum vulgare) to nanoplastics and ZnO nanoparticles, Journal of Hazardous Materials, (2022). 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.130196