经工程设计的ZnO和Fe?O?纳米颗粒可调节迷迭香叶片中的酶活性、矿物质积累及解剖结构特征

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Engineered ZnO and Fe?O? Nanoparticles Modulate Enzyme Activity, Mineral Accumulation, and Anatomical Traits in Rosemary Leaves

　　

摘要

了解金属氧化物纳米颗粒如何影响芳香植物和药用植物对于优化纳米肥的使用至关重要。目前关于叶面施用氧化锌（ZnO）和氧化铁（Fe?O?）纳米颗粒如何调节抗氧化酶、矿物质积累以及细胞超微结构的研究还比较缺乏。因此，本研究探讨了浓度为25–100 mg L^?1的ZnO-NPs和Fe?O?-NPs叶面喷施对迷迭香生物化学和生理反应的影响。通过透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对ZnO和Fe?O?纳米颗粒进行了表征，随后将这两种纳米颗粒悬浮液分别施用于迷迭香幼苗，再通过生物化学检测、矿物质分析以及显微镜和超微结构观察来研究其影响。TEM结果显示形成了极小的ZnO和Fe?O?纳米颗粒，而XRD则证实了它们的纯度、结晶度以及纳米级尺寸。这两种纳米颗粒显著影响了蛋白质的积累，并改变了抗氧化酶的活性——例如，总可溶性蛋白含量明显增加。同时，愈创木酚过氧化物酶（GPOX）、超氧化物歧化酶（SOD）、多酚氧化酶（PPO）和谷胱甘肽过氧化物酶（GP_X）的活性也有所提升，尤其是在100 mg L^?1的浓度下；而抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性则出现剂量依赖性的抑制。矿物质分析表明，锌（Zn）、铁（Fe）和钾（K）的积累量有所增加，在存在ZnO-NPs的情况下，只有钾的吸收呈现出明显的剂量依赖性关系。此外，TEM图像显示细胞壁变厚、细胞结构更加紧密，同时还形成了电子密度较高的聚集体。总体而言，100 mg L^?1的叶面施用浓度能够引发最显著的生物化学和结构变化。这些发现为了解迷迭香对基于ZnO和Fe?O?的纳米肥的反应提供了新的见解。

图形摘要