油菜素内酯-生物硅纳米防护剂通过调控液泡区隔化和氧化代谢增强油菜镉耐受性

本研究揭示了油菜素内酯偶联二氧化硅纳米颗粒（SL-SiO2 NPs）通过增强细胞壁镉（Cd）结合能力（41-50%）、促进液泡区隔化，显著降低油菜（Brassica napus）镉积累（叶片和根部减少22-28%），同时提升光合效率（PSII活性提高35%）和抗氧化酶（SOD、POD）活性，为重金属污染农田修复提供新型纳米防护策略。

　　

Highlight

生物基SL-SiO₂ NPs通过多重机制缓解油菜镉毒害：

• 形态学分析显示球形纳米颗粒均匀分布（TEM/SEM）

• 亚细胞定位证实细胞壁镉结合能力提升41-50%，减少细胞器损伤

• 代谢组学揭示乙酸类化合物为最显著差异代谢物（PCA解释90%方差）

Characterization of strigolactone and SL-SiO₂ NPs

采用稻壳灰生态合成法获得高纯度纳米颗粒：

• XRD显示典型无定形二氧化硅特征峰（2θ=22°）

• FTIR证实成功接枝油菜素内酯（特征峰1635 cm^-1）

• 动态光散射检测粒径为35±5 nm（PDI=0.21）

Conclusion

SL-SiO₂ NPs通过以下协同作用实现镉解毒：

1. 上调抗氧化基因（BnaSOD、BnaPOD）表达

2. 保护叶绿体超微结构（电镜验证）

3. 调控激素信号通路（降低MDA含量达40%）

   该研究为纳米增强型植物修复技术提供理论依据。