碳点纳米颗粒通过减轻氧化损伤和增强光合作用及抗氧化防御缓解甘薯盐胁迫的研究

《Plant Physiology and Biochemistry》：Carbon-Dot Nanoparticles Alleviate Salt Stress in Sweet Potato by Reducing Oxidative Damage and Enhancing Photosynthesis and Antioxidant Defenses

本研究揭示了碳点纳米颗粒（CD NPs）通过调节离子平衡（K+/Na+）、增强抗氧化酶活性、维持光合效率（Fv/Fm）及上调胁迫响应基因（如WRKY70、NAC022）和离子转运蛋白（如NHX2、AKT2）表达，显著提升甘薯耐盐性的新机制，为盐渍化农田的可持续生产提供了纳米技术解决方案。

　　

Section snippets

Synthesis and Characterization of CD Nanoparticles

透射电子显微镜（TEM）显示CD NPs呈球形形态且分布均匀（图1A）。紫外光谱在270 nm附近观察到强吸收峰，证实了CD NPs的光学特性（图1B）。Zeta电位分析表明CD NPs带负表面电荷，平均电位约为1.2 mV，表明其具有良好的胶体稳定性（图1C）。

Growth Biomass and Root Traits

盐胁迫（200 mM）显著抑制了甘薯的生长和生物量积累，但经CD NPs（10 mg L^-1）处理后，植株的根、茎、叶生物量及根系构型均得到明显改善，表明CD NPs有效缓解了盐胁迫对生长的抑制作用。

Discussion

甘薯在盐胁迫下因生理、生化和分子功能紊乱而遭受生长和产量损失。本研究首次在甘薯中应用CD NPs，并详细评估其通过多维度机制（包括光合保护、抗氧化增强、离子稳态调节和基因表达调控）提升耐盐性的效果，填补了该作物纳米生物技术研究的空白。

Conclusions

本研究确立CD NPs作为增强甘薯耐盐性的革新工具。其通过协调光合性能、抗氧化防御、离子稳态和渗透调节等多重机制，显著提升植物对盐胁迫的 resilience。这些发现为纳米材料在农业抗逆应用提供了新见解，并为盐渍土壤中甘薯可持续栽培提供了可行策略。