铁纳米颗粒(Fe-NPs)种子引发缓解饲用高粱铁缺乏胁迫的生理生化机制研究

为解决铁缺乏胁迫对植物生长的抑制问题，研究人员开展铁纳米颗粒(Fe-NPs)生物强化的创新研究。通过FeCl3 ·6H2 O和FeCl2 ·4H2 O合成104 nm球形Fe-NPs，证实10-100 mg/L浓度种子引发可显著提升高粱生物量、叶绿素含量，降低H2 O2 和MDA等氧化应激标志物，为纳米生物肥料开发提供新策略。

　　

铁元素缺乏作为典型的非生物胁迫，正严重威胁着饲用高粱(Sorghum bicolor)的生长发育。传统抗逆机制往往以牺牲生物量为代价，而新兴的铁基纳米颗粒(Fe-NPs)因其环境友好特性和独特纳米效应，在农业领域崭露头角。研究团队创新性地采用双铁源(FeCl₃
·6H₂
O和FeCl₂
·4H₂
O)合成出104纳米级球形颗粒，这些高度团聚的纳米战士通过种子引发方式武装高粱幼苗。

在三叶期关键发育阶段，未经处理的对照组表现出典型的缺铁症状：萎靡的茎根、骤降的生物量(鲜重/干重)、褪绿的叶片，伴随氧化应激标志物过氧化氢(H₂
O₂
)和丙二醛(MDA)的爆发性积累。有趣的是，经10-100 mg/L梯度浓度Fe-NPs处理的幼苗军团，不仅实现株高和根长的突围式增长，更建立起双重防御体系——既通过提升铁元素吸收效率重建叶绿素工厂，又巧妙降低活性氧(ROS)火力并调节脯氨酸等渗透压维稳部队。

这项研究揭示了纳米级铁元素递送系统在作物抗逆中的独特优势：既能突破传统铁肥的吸收壁垒，又能激活植物内在的应激防御网络，为应对全球耕地铁缺乏挑战提供了纳米尺度的智慧方案。