中国农业科学院蔬菜花卉所无土栽培课题组发现喷施纳米溶液可以显着进步生菜产值

  中心提示：该研讨成功组成了一种依据铜和铁元素的纳米资料CuFe-LDHs，提醒了其对生菜叶片的物理吸附机制，确认了其喷施生菜叶片的最佳运用浓度。在此根底上，以最佳运用浓度的CuFe-LDHs喷施生菜叶片，经过植物生理学、多组学联合剖析等手法，深入探讨了其促进生菜成长的生理和分子机制。……（世界食品网-）

  近来，中国农业科学院蔬菜花卉研讨所蔬菜栽培与生理立异团队在世界闻名学术期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF: 10.2）上宣布了题为“Enhancing lettuce yield via Cu/Fe-layered double hydroxide nanoparticles spraying”的研讨性论文。该研讨成功组成了一种依据铜和铁元素的纳米资料CuFe-LDHs，提醒了其对生菜叶片的物理吸附机制，确认了其喷施生菜叶片的最佳运用浓度。在此根底上，以最佳运用浓度的CuFe-LDHs喷施生菜叶片，经过植物生理学、多组学联合剖析等手法，深入探讨了其促进生菜成长的生理和分子机制。

  层状双氢氧化物（Layered double hydroxides，LDHs）是一种大范围的运用的二维纳米资料。LDHs具有成本低、易组成、结构成分易调理、细胞相容性好、pH可控开释等特色，LDHs在生命科学范畴存在广泛的运用，如药物缓释、疫苗佐剂等。在植物工程范畴，LDHs作为一种新式纳米基因载体，被运用于DNA/RNA转化和植物抗病害研讨。但是，现在关于LDHs纳米资料自身对植物的生物学效应以及其作为潜在植物纳米肥料的相关研讨依然较少见报导。

  本研讨评价了CuFe-LDHs在不同蔬菜中的吸附才能，依据成果得出CuFe-LDHs在生菜等叶菜类蔬菜中的停留量较高，而且这种吸附才能是源于LDHs结构中的羟基（-OH）与叶片标明发生氢键。表型剖析标明，喷施10-100 μg/mL CuFe-LDHs后，生菜产值显着地添加。但是运用平等浓度的组成质料（铜铁重金属盐）喷施叶片，却会明显按捺生菜成长，证明纳米晶化可以减低重金属离子的毒性。本研讨运用最佳运用浓度为10 μg/mL的CuFe-LDHs进行进一步试验，以说明其促进生菜成长的机制。研讨依据成果得出，CuFe-LDHs对生菜的成长有明显影响，诱导了生理目标、转录组和代谢组的改动，包含添加叶绿素b含量、净光合速率和胞间二氧化碳浓度，以及改动基因表达形式和代谢物谱。本研讨证明CuFe-LDHs可以终究靠氢键高效地吸附在生菜叶片外表，促进生菜成长，与相同浓度的原资料比较减轻了重金属离子（Cu2+，Fe3+）的毒性，并从CuFe-LDHs结构自身对植物的物理效应以及植物生理学和分子生物学的视点探讨了CuFe-LDHs促成长的机制。本研讨加深了对LDHs促成长机制的了解，并为开发依据LDHs的纳米肥料以进步蔬菜产值供给了坚实的试验根底。

  本研讨以中国农业科学院蔬菜花卉研讨所为榜首和通讯作者单位，蒋卫杰研讨员和余宏军研讨员为一起通讯作者，博士后吴鸿洋和在读硕士生万潇阳为论文一起榜首作者。德国亥姆霍兹慕尼黑研讨中心牛婕斐博士，中国农业大学生物学院许会敏试验师，昆明理工大学环境科学与工程学院张玉博士，河南科技大学农学院薛娴博士等参加研讨。该研讨遭到国家自然科学基金和国家重点研制项目赞助。