铁改性碳氮化物纳米结构（Fe–N–O/C3N4）通过增强抗氧化防御和提高精油含量来缓解葡萄柚薄荷（Mentha suaveolens × piperita）的盐胁迫

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Iron-modified carbon nitride nanostructures (Fe–N–O/C3N4) mitigate salinity stress in grapefruit mint (Mentha suaveolens × piperita) via boosted antioxidant defense and essential oil content

　　

摘要

背景

盐胁迫限制了药用植物的生产力，尤其是在世界上的干旱地区。葡萄柚薄荷（Mentha suaveolens × piperita）因其富含芳樟醇和乙酸芳樟酯的精油而具有经济价值。环保纳米技术为提高作物胁迫耐受性提供了新策略。

结果

本研究评估了在四种 NaCl 水平（0–120 mM）下，叶面施用的 Fe–N–O/C₃N₄ 纳米结构对缓解葡萄柚薄荷盐胁迫的效果。在严重盐胁迫（120 mM NaCl）下，与相同胁迫水平下的对照条件相比，Fe–N–O/C₃N₄ 处理显著增加了叶绿素 a（+ 253%）和 b（+ 369%）、鲜重（+ 10.7%）和干重（+ 8.9%）。值得注意的是，单独施用 C₃N₄ 显示出卓越的生物量增强效果（+ 64.9% 鲜重），表明碳氮化物对植物生长具有特定机制，而单独 Fe–N–O 则显示出更强的氧化应激标志物减少效果（MDA: ? 34.5%; proline: ? 57.1%），突出了铁在膜保护和渗透调节中的关键作用。联合 Fe–N–O/C₃N₄ 处理通过增强抗氧化酶活性（SOD: +12.1%; APX: +4.3%）和叶绿素保护提供了互补益处，表明两种成分具有协同效应。另一方面，盐度显著影响精油组成，芳樟醇含量在 80 mM NaCl 时达到最大值（51.55%）。重要的是，纳米结构处理未改变单个化合物的百分比，保留了特征性精油图谱，尽管在中等胁迫下使用 C₃N₄ 处理时，总精油百分比（0.742%）比对照提高了 96.3%。

结论

Fe–N–O/C₃N₄ 纳米结构代表了一种有效、生物相容的纳米预处理策略，通过提高铁的生物利用度、激活抗氧化防御和优化次生代谢，改善葡萄柚薄荷在盐条件下的表现。这种方法在盐渍化农业系统中可持续种植药用植物方面前景广阔。

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