综述：甘氨酸甜菜碱负载纳米颗粒：增强作物耐盐耐旱胁迫的新策略

这篇综述系统阐述了甘氨酸甜菜碱（GB）负载纳米颗粒（NPs）在缓解盐胁迫（Na+毒性）和干旱胁迫（ROS积累）中的突破性应用，通过靶向递送GB调控离子稳态（K+/H+-ATPase）、膜完整性及抗氧化防御（SOD/CAT），为可持续农业提供纳米技术解决方案。

　　

甘氨酸甜菜碱负载纳米颗粒：对抗盐旱胁迫的纳米武器

Abstract
盐胁迫与干旱胁迫通过破坏离子平衡（如Na⁺/K⁺失衡）和诱发氧化应激（ROS爆发）威胁全球粮食安全。甘氨酸甜菜碱（GB）作为两性渗透保护剂，能稳定蛋白质构象、维持膜完整性并激活H⁺-ATPase泵，但其天然合成量不足且部分作物缺乏合成能力。GB负载纳米颗粒（GB-NPs）通过<10 nm粒径优势实现叶面/根系高效渗透，突破传统外源GB应用的局限性。

Glycine betaine biosynthesis and nanoparticle delivery
GB在植物中主要通过胆碱氧化途径合成，定位于叶绿体和细胞质。纳米载体（如壳聚糖NPs）通过胞吞作用跨越角质层，在质外体-共质体途径中精准释放GB。研究表明，20 nm粒径的GB-NPs在小麦根系的转运效率较游离GB提升3倍，且能规避光降解问题。

Germination and yield enhancement
盐胁迫下，GB-NPs处理使水稻种子发芽率从45%提升至82%，其机制涉及：

1. 渗透调节：GB结合水分子维持细胞膨压
2. 离子稳态：激活SOS1转运体排出Na⁺
3. 抗氧化防御：SOD活性增加200%

Molecular mechanisms
GB-NPs通过多重通路发挥作用：

• 光合保护：稳定PSII反应中心D1蛋白
• 基因调控：上调LEA蛋白基因表达
• 信号转导：增强ABA信号通路敏感性

Environmental challenges
需警惕NPs的生态风险：
• 铜基NPs可能抑制土壤微生物脱氢酶活性
• 50 mg/kg GB-NPs处理引起蚯蚓氧化损伤
当前缺乏统一的纳米农药监管标准

Conclusions
GB-NPs技术将作物耐盐阈值从100 mM NaCl提升至200 mM，但需开展跨物种田间试验。未来应开发可降解载体（如纤维素纳米晶），并建立NPs生命周期评估体系，以实现从实验室到田间的安全转化。