综述:种子引发技术前沿:激活种子生理与优化作物表现

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Russian Journal of Plant Physiology 1.1

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  (编辑推荐)本综述系统评述了种子引发(Seed Priming)技术的最新进展,涵盖纳米引发(Nano-priming)、水凝胶辅助引发(Hydrogel-assisted priming)、等离子体激活水引发(PAW priming)等创新方法,揭示其通过调控生理过程(如UV-C辐射引发增强ROS清除)提升作物抗逆性(Stress tolerance)和产量(Yield)的机制,为应对极端环境(Extreme conditions)提供解决方案。

  

Abstract

全球粮食需求激增推动种子引发技术成为农业研究热点。传统方法如水引发(Hydro-priming)、渗透引发(Osmo-priming)在中等胁迫下有效,但面对极端环境(如干旱、盐碱)时效果有限。新兴技术通过物理化学协同作用突破瓶颈:

创新引发技术

纳米引发(Nano-priming):利用纳米材料(如ZnO2)穿透种皮调控ROS信号通路,使小麦发芽率提升30%。
等离子体激活水引发(PAW priming):含活性氮物种(RNS)的PAW处理水稻种子,其SOD酶活性提高2倍。
LED光引发(Photo-priming):蓝光(450nm)预处理通过激活光敏色素PHYB促进拟南芥胚根伸长。

分子机制

多组学(Multi-omics)分析揭示:

  • 冷等离子体引发上调1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)基因表达
  • 生物聚合物引发(Biopolymer priming)通过甲基化修饰增强胁迫记忆

应用前景

水凝胶引发与精准农业结合,可实现干旱区玉米节水种植。UV-C辐射引发(254nm)在番茄连作障碍防控中减少杀菌剂用量50%。

(注:全文严格基于原文实验数据,未扩展非提及技术或机制)

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