基于小檗碱的量子点作为缓解水稻铬胁迫的潜在工具：其对发芽指数、农艺性状、表型分析、抗氧化物质和谷物品质的影响

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Berberine-Based Quantum Dots as a Potential Tool for Alleviating Chromium Stress in Rice: Impact on Germination Indices, Agronomy, Phenotyping, Antioxidants and Grain Quality

　　

摘要

铬（Cr）的毒性会严重损害水稻的生长、生理功能、抗氧化平衡和营养价值。本研究通过评估两种水稻品种（JP-5和Super Basmati，分别代表粳稻和籼稻遗传背景）的形态生理、生化、抗氧化、农艺和营养反应，探讨了基于小檗碱的量子点（Ber-QDs）缓解铬诱导胁迫的潜力。利用UV–Vis光谱、FTIR、拉曼光谱、动态光散射（DLS）、Zeta电位分析、SEM和TEM技术对这些量子点进行了合成和表征，以确定其光学性质、表面化学性质、流体力学行为、表面电荷、形态和初级粒径。实验中，水稻植株在是否添加Ber-QDs的情况下均受到铬胁迫的影响。系统性地评估了发芽率、生长特性、叶绿素含量、氧化应激标志物、抗氧化酶活性、铬积累量、产量特征以及籽粒的营养价值。铬胁迫显著降低了发芽率、叶绿素含量、生物量积累量、与产量相关的特性以及籽粒的营养价值，同时增加了丙二醛（MDA）和H?O?的水平。铬主要在根部积累，其次是茎部和叶片，最后是籽粒。Ber-QDs减少了铬向地上组织和籽粒的转移，并以组织特异性和酶特异性的方式调节了抗氧化反应；氧化应激标志物的降低表明在多种量子点处理下氧化损伤减轻。纳米粒子处理后，蛋白质、糖类、酚类和总抗氧化能力等营养参数部分得到恢复。Ber-QDs对JP-5和Super Basmati中的多种铬诱导效应具有缓解作用，包括降低生长和产量性能、铬积累量以及特定处理下的氧化损伤。这些针对特定品种的研究结果支持在更广泛的水稻基因型中进一步评估Ber-QDs的效果，然后再将结论推广到整个JP-5或Super Basmati遗传群体。

图形摘要