二氧化硅纳米颗粒通过增强抗氧化防御和胁迫调控提升水稻耐盐性

针对盐胁迫严重制约水稻生产的全球性问题，印度研究人员通过叶面喷施二氧化硅纳米颗粒(SiO-NPs)，系统研究了其对盐胁迫下水稻形态生理生化指标的改善作用。研究发现200?mM SiO-NPs处理能显著提升抗氧化酶(SOD/POX/CAT)活性，降低MDA和H2 O2 含量，同时促进NPK营养吸收和光合作用，为盐碱地水稻栽培提供了纳米技术解决方案。

　　

随着全球土壤盐渍化加剧，超过20%的耕地正遭受盐胁迫威胁，其中水稻作为盐敏感型主粮作物，其产量损失尤为严重。传统硅肥虽能缓解盐害，但存在吸收效率低等问题。印度研究人员选择DRR Dhan 73水稻品种，创新性采用叶面喷施二氧化硅纳米颗粒(SiO-NPs)的方式，系统探究了50?mM NaCl胁迫下纳米硅对水稻的多维保护机制。

研究采用水培实验结合生理生化分析，通过测量生长参数、光合指标、抗氧化酶活性及离子含量等指标。结果显示盐胁迫导致水稻根长缩短38%，MDA含量激增78%，而SiO-NPs处理使叶绿素含量提升14%，SOD活性显著增强，NPK元素吸收量增加12-16%。

【Effect of SiO-NPs on growth and development】章节揭示，SiO-NPs处理使盐胁迫水稻的鲜重降幅从40-47%收窄至15-20%，通过电镜观察发现纳米颗粒有效维持了细胞膜完整性。【Discussion】部分指出，SiO-NPs通过双重机制发挥作用：物理上增强细胞壁硅质化层，化学上激活SOD-CAT-APX抗氧化酶级联系统，将H₂
O₂
转化效率提升2.3倍。

结论表明，SiO-NPs通过(1)调节Na⁺
/K⁺
平衡，(2)促进脯氨酸积累(增幅达29%)，(3)激活ROS清除系统，使水稻在盐胁迫下保持正常代谢。该研究为《Plant Science》提供了纳米农业的重要案例，Prince Sattam bin Abdulaziz大学团队证实200?mM是最佳处理浓度，其成本效益分析显示可降低传统硅肥用量达60%，对保障全球粮食安全具有实践价值。