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这篇综述聚焦纳米颗粒（1 - 100nm）在植物生物技术与农业领域的应用。其独特性质使其可穿透生物屏障，用于基因（如金纳米颗粒）、营养（纳米肥料）和农药（银纳米颗粒）递送，提升农业生产。但存在毒性、成本高和环境影响等问题。新兴趋势是智能纳米载体和可降解纳米颗粒，未来研究将聚焦精准递送及与其他技术融合。
纳米颗粒在植物生物技术和农业中的应用
在微观世界里，有一种神奇的 “小不点”—— 纳米颗粒（Nanoparticles），它们的尺寸通常介于 1 到 100 纳米之间。可别小瞧这些小小的颗粒，它们拥有独特的物理和化学性质，凭借这些特性，能够轻松穿透生物屏障，这一特点让它们在植物生物技术领域大显身手，成为了传递基因、营养物质和农药的得力助手。
纳米颗粒可以通过植物的根、叶或者种子进入植物体，随后在植物的维管系统中穿梭，就像一个个勤劳的 “快递员”，把各种对植物生长有益的物质送到需要的地方，从而促进农业生产实践，提高农作物的产量。
在众多应用中，金纳米颗粒（Gold Nanoparticles）是基因递送的 “先锋”。科学家们利用它将特定的基因精准地送入植物细胞内，这为植物基因工程的发展开辟了新的道路。想象一下，就像是给植物的细胞装上了一个个 “智能小包裹”，里面装着对植物生长发育或者抵抗病虫害有益的基因信息，让植物获得新的特性。
纳米肥料（Nanofertilizers）则是农业生产中的 “营养宝库”。传统肥料在使用过程中，养分容易流失，导致利用率不高。而纳米肥料能够更高效地将营养物质输送给植物，减少养分的浪费。它就像给植物准备了一份 “定制化” 的营养大餐，让植物能够更充分地吸收所需的养分，茁壮成长。
银纳米颗粒（Silver Nanoparticles，AgNPs）在害虫防治方面表现出色。它就像是植物的 “保镖”，能够有效地抑制害虫的生长和繁殖，保护农作物免受侵害。在一些研究中发现，银纳米颗粒不仅可以直接作用于害虫，还能通过影响害虫的生理代谢过程，达到防治害虫的目的。
有研究以甜叶菊（Stevia rebaudiana）为对象，在临时浸没生物反应器（Temporary Immersion Bioreactors，TIBs）中添加银纳米颗粒（AgNPs：Argovit?）。结果令人惊喜，它不仅改善了甜叶菊的繁殖状况，还刺激了次生代谢产物的产生。不过，银纳米颗粒的浓度不同，效果也有所差异。当浓度为 25.0mg/L 和 37.5mg/L 时，会抑制甜叶菊的芽增殖；而浓度为 12.5mg/L 时，却能提高内源性二萜的水平。这就好比是给甜叶菊的生长设定了不同的 “开关”，合适的 “剂量” 才能发挥出最佳效果。
同样，在对非洲菊（Gerbera jamesonii）的研究中发现，在 TIBs 中应用银纳米颗粒后，非洲菊切花的瓶插寿命延长了 21%。这为延长切花的采后保鲜时间提供了一种潜在的方法，让美丽的鲜花能够在花瓶中绽放更久。
然而，纳米颗粒在应用过程中也面临着一些挑战。一方面，它们可能对植物和非目标生物存在潜在毒性。就像一把双刃剑，在发挥积极作用的同时，可能会对生态系统中的其他生物造成影响，比如影响土壤微生物的活性，进而影响土壤的生态功能。另一方面，纳米颗粒的生产成本较高，这限制了其大规模的应用。而且，纳米颗粒在环境中的积累可能会对环境产生长期的影响，目前我们对这些影响的了解还不够深入。
为了解决这些问题，科研人员也在不断探索新的方向。新兴的趋势之一是研发智能纳米载体（Smart Nanocarriers），这种纳米载体能够对环境中的各种信号，如温度、酸碱度、光照等做出响应。就像是给纳米颗粒装上了 “智能大脑”，让它们能够根据环境的变化，精准地释放所携带的物质，提高利用效率的同时，减少对环境的影响。
另一个趋势是开发可生物降解的纳米颗粒（Biodegradable Nanoparticles），这类纳米颗粒在完成使命后，能够在自然环境中被微生物分解，转化为无害的物质，从而最大限度地减少在环境中的积累，降低对生态环境的压力。
展望未来，科研人员希望能够进一步提高纳米颗粒递送的精准度，就像给 “快递员” 配备更精确的导航系统，让它们能够更准确地把物质送到植物细胞内的特定位置。同时，将纳米技术与当下热门的基因编辑技术，如 CRISPR - Cas9 相结合，以及借助机器学习（Machine Learning）强大的数据处理和分析能力，实现更先进的作物管理。
纳米技术在植物生物技术和农业领域展现出了巨大的潜力，虽然目前还面临一些挑战，但随着研究的不断深入和技术的持续创新，有望为全球粮食安全带来新的突破，彻底改变植物生物技术的发展格局，让我们的农业生产更加绿色、高效、可持续。
