缓释纳米α-硫辛酸提高豌豆幼苗的抗旱和耐盐能力

《Biologia》：Controlled-release nano-α-lipoic acid improves drought and salinity resilience in pea seedlings

　　

摘要

干旱和盐胁迫等非生物胁迫是限制作物生产力的主要环境制约因素，特别是在干旱和半干旱地区。这些胁迫会诱导渗透失衡、氧化损伤和代谢紊乱，严重损害植物生长和光合作用。本研究探讨了纳米壳聚糖包裹的α-硫辛酸作为新型种子引发剂的效力，以提高豌豆（Pisum sativum）幼苗的抗旱和耐盐能力。实验采用完全随机区组设计，共设置七个处理，包括对照未引发（CNP）、水引发（CHP）、盐胁迫（NCS）、干旱胁迫（NCD），以及在正常（AlpP）、盐胁迫（AlpPS）和干旱胁迫（AlpPD）条件下经纳米壳聚糖包裹的α-硫辛酸引发的幼苗。结果表明，纳米-ALA 引发显著提高了株高、生物量积累和光合效率，并在两种胁迫条件下伴随着叶绿素含量、相对含水量（RWC）和水分利用效率（WUE）的提升。引发的幼苗表现出明显较低的电解质外渗（EL）、过氧化氢（H?O?）和丙二醛（MDA）水平，反映了氧化膜损伤的减轻。此外，渗透调节物质积累（脯氨酸、可溶性糖、甘氨酸甜菜碱）和非酶抗氧化剂水平（酚类、抗坏血酸、谷胱甘肽、α-生育酚）的升高表明渗透调节和氧化还原稳态得到改善。相关性分析显示，生长、水分关系和抗氧化代谢物之间存在强烈的正相关，而与氧化胁迫标志物呈负相关。将 ALA 纳米包裹在壳聚糖纳米颗粒中增强了其稳定性、控释能力和生物功效，使其能够持续抵御氧化和渗透胁迫。这些发现确立了纳米壳聚糖包裹的α-硫辛酸引发作为一种创新、安全且可持续的纳米生物技术方法，用于改善气候挑战条件下豆科作物的抗旱和耐盐韧性。