生物炭与茉莉酸甲酯纳米颗粒协同增强玉米耐热性的机制研究

为解决高温胁迫导致玉米生物量积累减少和氧化损伤等问题，研究人员开展生物炭与茉莉酸甲酯纳米颗粒(MJNPs)联合调控玉米耐热性的研究。结果表明，HEMN处理(热胁迫+生物炭+MJNPs)显著提升抗氧化酶(SOD/CAT/APX/POD)活性、渗透调节物质(脯氨酸/甜菜碱)含量，降低MDA、EL和H2O2等氧化损伤标志物，同时改善土壤结构和水分保持能力。该研究为气候变化下作物抗逆栽培提供新策略。

　　

高温胁迫作为限制玉米生长的关键非生物因子，通过破坏生理功能和引发氧化应激严重降低植株生物量。最新研究发现，生物炭与茉莉酸甲酯纳米颗粒(Methyl Jasmonate Nanoparticles, MJNPs)的协同应用展现出显著抗逆效果。在HEMN处理组(热胁迫+生物炭+MJNPs)中，玉米茎根生物量、叶面积等生长参数得到显著改善，其机制涉及：

1）抗氧化防御系统激活

超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性显著提升，有效清除活性氧(ROS)；同时渗透调节物质脯氨酸和甜菜碱(glycine betaine)含量增加，共同降低丙二醛(MDA)、电解质渗漏(EL)和过氧化氢(H₂O₂)等氧化损伤标志物。

2）双重保护机制形成

生物炭通过改善土壤孔隙度和保水能力构建物理屏障，而MJNPs通过激活茉莉酸信号通路增强植物应激响应。这种"土壤-植株"双调控模式使碳水化合物、蛋白质等营养成分维持稳定，并促进膳食纤维积累作为保护性代谢响应。

该研究首次揭示生物炭与MJNPs在分子-生态层面的协同效应，为应对全球变暖背景下粮食安全生产提供创新性解决方案。未来研究可进一步探索该组合技术在其它作物抗逆育种和可持续农业中的应用潜力。