氧化铈纳米颗粒通过促进光合与抗氧化能力增强老化红花种子活力的机制研究

《BMC Plant Biology》：Cerium oxide nanoparticles priming enhances aged safflower seed vigor via improved photosynthetic and antioxidant capacity

　　

摘要

背景

红花种子是一种常用的中药材，由于其高油脂含量，极易发生老化，严重降低了红花的质量和产量。氧化铈纳米颗粒（CeO₂NPs）预萌发处理作为一种提高种子生理性能的新技术应运而生。然而，CeO₂NPs预萌发处理增强老化红花种子活力的内在机制仍未得到充分阐明。

结果

CeO₂NPs将老化红花种子的发芽率从64.5%提高至87.4%，并显著提高幼苗生物量和叶绿素含量。生理测定表明，CeO₂NPs在减少活性氧（ROS）积累和增强抗氧化酶活性方面发挥了显著作用。脂质组学结果表明，CeO₂NPs显著提高了DGDG和SQDG等膜脂的含量，从而促进了老化红花种子膜损伤的修复。转录组分析揭示，CeO₂NPs显著上调了与光捕获蛋白相关的基因。此外，qPCR验证证实，参与糖代谢、脂肪酸代谢、抗氧化系统和光捕获蛋白合成的基因表达水平均显著上调。

结论

本研究表明，CeO₂NPs可通过促进光合能力和提高抗氧化能力来增强老化红花种子的活力。