硅、锌和氧化铜纳米颗粒通过改变小麦的生理生化、形态和分子特性来缓解盐胁迫的潜力

《International Journal of Phytoremediation》：Recuperative potential of silicon, zinc, and copper oxide nanoparticles for salt stress by altering physio-biochemical, morphological and molecular attributes in wheat

盐胁迫严重影响小麦生长，本研究通过纳米预处理探讨ZnO、CuO、SiO?对小麦抗逆性的影响。实验表明CuO显著提升光合活性、叶水势及叶绿素荧光参数，降低GSSG含量及光抑制系数；ZnO在收获后性状改善方面优于SiO?，且ZnO和CuO纳米预处理均能上调钾/氮转运蛋白及Na?抗港基因表达，协同增强生理生化机制。研究证实纳米技术结合种子预处理可有效缓解盐胁迫，为盐碱地小麦栽培提供新思路。

　　

摘要

盐分胁迫会显著影响小麦的生长和产量。纳米颗粒的应用是一种新兴技术，能够提高作物的抗逆性。本研究探讨了不同纳米颗粒在减轻盐分胁迫对小麦有害影响方面的作用。选用了Xiaoyan 22、Jinmai 47和Xinong 895三个小麦品种，分别用100毫克/升的氧化锌（ZnO）、氧化铜（CuO）和二氧化硅（SiO₂）纳米颗粒进行纳米处理，然后在对照组（未处理）和盐分胁迫组（150毫摩尔/升盐浓度）中进行培养。结果表明，CuO纳米处理显著改善了小麦的光合活性、叶片水势、叶绿素荧光等生理指标，同时降低了氧化型谷胱甘肽（GSSG）的含量、光系统的激发压力（1-qP）和非光化学淬灭系数（NPQ）。与SiO₂和对照组相比，ZnO纳米处理还提升了小麦的采后品质。盐分耐受性和损伤指标表明，ZnO纳米颗粒在改善小麦产量性状方面比CuO和SiO₂更有效。CuO和ZnO纳米处理均增强了钾和氮转运蛋白以及Na⁺反向转运蛋白基因的表达水平，从而强化了小麦的生理、生化和分子机制。在适当的处理范围内，CuO和ZnO纳米处理显著提高了小麦对盐分的抗性，为提高其生长和产量提供了潜力。本研究支持将纳米技术和纳米处理技术应用于盐碱地区的谷物栽培中。