硫化锌纳米颗粒通过改善镉（Cd）和锌（Zn）的体内平衡，来调节玉米（Zea mays L.）中对镉的毒性反应

《International Journal of Phytoremediation》：Zinc sulfide nanoparticles regulate cadmium toxicity in maize (Zea mays L.) by improving Cd/Zn homeostasis

纳米ZnS对镉胁迫下玉米生长及重金属积累的影响研究显示，根部和叶面施用纳米ZnS可恢复玉米生长，提高叶片叶绿素含量，并通过调控Cd/Zn平衡减少镉吸收。研究证实纳米ZnS在镉污染土壤修复中具有应用潜力。

　　

摘要

在本研究中，我们合成了纳米硫化锌（nZnS），并利用完全随机设计（CRD）研究了根区施用（RZ）和叶面施用（FS）nZnS（浓度为0和50 mg/L）对镉（Cd）胁迫下的玉米（CdCl₂浓度为0和1 mM）的影响。在施用nZnS 20天后，记录了玉米的生长和生化反应。本研究重点关注了镉胁迫对玉米的影响，并探讨了nZnS如何影响植物的耐受机制。我们研究了根区和叶面施用nZnS的新方法，重点考察其在维持镉/锌（Cd/Zn）平衡、促进植物生长以及增强植物抗逆性方面的作用。根区施用nZnS能够恢复玉米的生长，并提高其蛋白质和酚类物质的含量。外源施用nZnS还能改善玉米在镉胁迫下的叶绿素含量。然而，镉胁迫显著降低了玉米茎部中的锌含量（从对照组的0.186 mg/g DW下降到0.0015 mg/g DW，减少了99.1%）。nZnS的施用增加了茎部中的锌含量（根区施用时为2.03 mg/g DW，叶面施用时为1.46 mg/g DW），尤其是在镉胁迫条件下，这一效果更为明显（根区施用时为2.68 mg/g DW，叶面施用时为2.36 mg/g DW）。镉胁迫导致茎部中的锌含量升高（达到0.376 mg/g DW），而根区施用nZnS后这一含量进一步增加（达到0.673 mg/g DW，相比镉胁迫组增加了44.0%）。叶面施用nZnS也提高了茎部中的锌浓度（达到0.579 mg/g DW，相比镉胁迫组增加了35.0%）。nZnS的施用通过增强镉/锌平衡（这可能与硫（S）的供应有关）起到了协同增效的作用。总之，nZnS的运用可以有效缓解玉米的镉胁迫，表明它是提高作物（如玉米）镉耐受性的有效策略。