综述：纳米驱动药用植物栽培：探索生物功效与植物毒理学影响

（编辑推荐）本综述系统探讨了纳米技术（NPs/NMs）在药用植物栽培中的应用，涵盖纳米肥料（nanofertilizers）、纳米传感器（nanosensors）等对次级代谢物（secondary metabolites）的增效机制，同时警示其生态毒性（eco-toxicological effects），为可持续农业（Plant Nanobionics）提供创新视角。

　　

摘要

纳米技术通过减少资源损耗和提升效率推动农业革新。作为农用化学载体，纳米材料（NMs）能靶向输送养分，增强作物保护并提高次级代谢物浓度——这一现象在药用植物离体（in-vitro）和活体（in-vivo）实验中均得到验证。然而，纳米颗粒（NPs）的长期生态毒性风险亟待平衡，以实现药用植物农学的可持续发展。

引言

药用植物在全球健康市场和传统医疗中占据关键地位，但其野生种群因过度开采面临威胁。纳米农业技术（如ZnO、Ag NPs）通过精准营养管理和抗逆性提升，显著提高药用植物（如Withania somnifera）的生物活性成分产量。纳米传感器实时监测土壤健康，而纳米农药（nanopesticides）则降低化学残留，推动绿色种植。

纳米材料类型与特性

金属氧化物NPs（如TiO₂、ZnO）凭借高比表面积和缓释特性，优化铁、锌等微量元素的吸收效率。例如，纳米锌肥使Scutellaria baicalensis的黄酮含量提升30%，同时减少肥料流失。

植物生长增强机制

NPs通过激活抗氧化酶系统（如SOD）和调控基因表达（如PAL基因），促进次级代谢通路。金纳米颗粒（Au NPs）可刺激Artemisia annua中青蒿素合成，使其产量翻倍。

潜在风险与未来方向

高浓度Ag NPs可能导致细胞膜氧化损伤，而碳基纳米管（CNTs）或干扰根系微生物群。未来需建立NPs环境归趋模型，并开发可降解纳米载体（如壳聚糖NPs），以平衡功效与安全性。

结论

纳米技术为药用植物栽培带来"精准农业"革命，但其大规模应用仍需跨学科协作，确保在提升药用价值的同时守护生态安全。