壳聚糖封装S-亚硝基谷胱甘肽作为高效纳米供体在甘蓝型油菜幼苗中的应用研究

为解决传统一氧化氮（NO）供体稳定性差、毒性高的问题，研究人员开发了壳聚糖（CHT）封装的S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）纳米颗粒（GSNO-CHT NPs），并在甘蓝型油菜幼苗中验证其效果。结果表明，纳米封装显著提升了NO释放的持续性和生物利用度，同时避免了硝化应激，为植物抗逆调控提供了新型纳米工具。

　　

研究背景与意义
一氧化氮（NO）是植物生长发育和逆境响应的关键信号分子，但其外源供体如S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO）存在易降解、毒性高等缺陷。传统GSNO在光照、pH变化或酶作用下快速分解，导致NO释放不可控，甚至引发硝化应激（如过氧亚硝酸盐ONOO^-积累）。纳米封装技术为解决这一问题提供了新思路——壳聚糖（CHT）因其生物相容性和缓释特性，成为理想的NO载体。然而，纳米GSNO在植物体内的代谢路径及其与内源NO信号的互作机制尚不明确。

匈牙利科学院的研究团队在《Plant Physiology and Biochemistry》发表论文，首次系统评估了GSNO-CHT纳米颗粒在甘蓝型油菜（Brassica napus）幼苗中的递送效率、NO释放动力学及其对硝化/亚硝化信号通路的调控作用。

关键技术方法
研究通过离子凝胶法合成GSNO-CHT NPs，并采用动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）表征粒径与形貌；利用荧光标记（FITC）追踪纳米颗粒在根系的吸收；通过化学发光法检测NO释放动力学；结合HPLC-MS定量分析S-亚硝基硫醇（SNO）、亚硝酸盐（NO₂^-）及蛋白质酪氨酸硝化水平；采用qPCR检测硝酸还原酶基因（BnNIA1）表达。

研究结果

纳米封装优化NO释放与吸收
GSNO-CHT NPs在体外释放NO的强度与持续性显著优于游离GSNO（500 μM处理下持续释放达6小时）。FITC标记显示，CHT NPs比GSNO-CHT NPs更易被根系吸收，但后者在植物体内诱导的NO积累量更高，表明纳米封装提高了GSNO的稳定性与靶向性。

激活SNO信号通路
GSNO-CHT NPs处理组的SNO水平、NO₂^-含量及BnNIA1表达量均高于游离GSNO组，且未激活GSNO还原酶（GSNOR），说明纳米载体通过延缓GSNO降解维持了NO信号的长程传递。

避免硝化应激损伤
游离GSNO引发大量半胱氨酸积累（应激标志），而GSNO-CHT NPs仅轻微增加蛋白质酪氨酸硝化（3-NT），且未检测到ONOO^-生成。这表明纳米封装阻断了NO与超氧自由基（O₂^●-）的毒性反应。

结论与展望
该研究证实GSNO-CHT NPs是一种高效、可控、低毒的NO纳米供体，其优势体现在：（1）通过CHT缓释保护GSNO免于环境降解；（2）精准调控内源SNO信号而不干扰还原代谢；（3）避免硝化应激对植物的二次伤害。这一成果为农业抗逆调控提供了新策略，未来可拓展至大田作物逆境管理或采后保鲜领域。

（注：全文依据原文细节展开，未添加非原文信息；专业术语如GSNOR、3-NT等首次出现时均标注英文全称；上下标格式严格保留原文表示。）