新型生物合成纳米硒叶面喷施策略：降低稻米镉积累并调控体外生物可给性的机制研究

本研究通过叶面喷施新型生物合成纳米硒(BioSeNPs)，显著降低水稻籽粒镉(Cd)积累并改善营养品质。转录组分析揭示其通过调控谷胱甘肽代谢、类黄酮生物合成通路及Cd转运蛋白基因（如下调NRAMP1、上调HIPP16/ABCB1/ABCC1/WRKY），协同增强水稻抗镉胁迫能力。体外消化实验证实BioSeNPs可降低Cd生物可给性，提升锌(Zn)、铁(Fe)和蛋白质含量，为污染农田生产安全富硒稻米提供创新纳米干预策略。

　　

Section snippets

Chemicals, standards, and protocols for the preparation of BioSeNPs

本研究涉及的化学品与参考标准信息见补充方法S1，生物硒纳米颗粒的合成方案详见补充方法S2。

Plant growth conditions and treatments

盆栽实验于广西大学智能温室进行。实验土壤pH值为7.6，有机质含量13.8 g/kg，全氮0.84 g/kg，全磷1.16 g/kg，全钾12.3 mg/kg（其余内容因协议限制略译）。

Foliar spraying of BioSeNPs improves biomass and Se accumulation and reduces Cd accumulation in rice

扫描电镜图像（图SI1(C)、(D)）展示了BioSeNPs的形态特征。XPS分析（图SI1(E)、(F)）证实其化学状态——Se 3d核心能级谱在结合能55.1 eV和55.9 eV处呈现双峰，为零价硒(Se(0))的典型特征。2.5 mg/L BioSeNPs处理提高了水稻籽粒产量（差异未达统计学显著），而1.0 mg/L处理则（内容截断）。

Conclusion

本研究发现：（1）植物中存在硒-镉拮抗效应，提高硒含量可抑制镉向地上部迁移；（2）BioSeNPs显著降低籽粒植酸含量（p<0.05），提升矿物质积累并改善蛋白质营养品质；（3）转录组分析表明叶面喷施BioSeNPs通过调控细胞壁合成与Cd转运蛋白相关基因表达（如NRAMP1、HIPP16、ABCB1、ABCC1及转录因子WRKY），协同增强水稻镉抗性。