绿色合成铁锌双金属纳米颗粒缓解水稻镉积累并促进生长的机制研究

本研究针对水稻镉污染导致的食品安全问题，由研究人员开发绿色合成Fe–Zn双金属纳米颗粒（Fe–Zn BNPs），通过实验证实其可有效降低镉毒性、提升光合作用效率72.21%，并调控金属转运基因表达，为作物安全生产提供新策略。

　　

通过绿色合成方法制备的铁-锌双金属纳米颗粒（Fe–Zn BNPs）被用于缓解水稻（Oryza sativa L. 品种 IR64）中的镉（Cd）毒性问题。在实验中，14 天龄的水稻幼苗经 10 μM 的 CdCl₂ 和 25 mg L^?1 的 Fe–Zn BNPs 共同处理七天，结果显示该处理显著恢复了植株的生长指标（根长、茎长、鲜重与干重），提升了叶绿素及其前体分子（δ-ALA 与 PBG）含量，并使光合效率提高了 72.21%。此外，Fe–Zn BNPs 明显降低了活性氧（ROS）及应激标志物（如丙二醛 MDA 和甲基乙二醛）的积累。研究还发现，该处理增加了植株中铁和锌的含量，并通过植物螯合肽（phytochelatin）介导的机制将镉固定在根尖，减少其向地上部分的转运（地上部分降低 32.38%，根部降低 42.39%）。分子层面分析表明，Fe–Zn BNPs 下调了铁和锌的转运基因（OsIRT1、OsZIP1 和 OsZIP4）的表达。本研究为利用双金属纳米材料减轻重金属污染、改善作物生长与食品安全提供了新途径。