本網(wǎng)訊 近日，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院資源植物種質(zhì)與分子生理、功能基因組學(xué)團(tuán)隊(duì)與植物保護(hù)學(xué)院植物病害生態(tài)防控科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)合作在解析碳納米材料促進(jìn)玉米生長(zhǎng)機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。

 

　　目前，碳納米酶作為新一代人工模擬酶在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究仍處于萌芽期。該研究發(fā)現(xiàn)自主合成的陽(yáng)離子型富勒烯水溶性衍生物（IFQA）作為新型碳納米酶，具有體外抗氧化活性，可顯著促進(jìn)氧化脅迫下玉米和擬南芥根毛長(zhǎng)度及密度，提高玉米根系活力，促進(jìn)根系生長(zhǎng)（圖1）。

 

　　作者進(jìn)一步解析了IFQA促進(jìn)根毛發(fā)育的作用機(jī)制。借助ROS熒光探針及實(shí)時(shí)熒光定量PCR等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)IFQA通過(guò)調(diào)控NADPH氧化酶活性及根毛發(fā)育相關(guān)的RBOH B 和RBOH C基因表達(dá)，平衡根尖ROS水平及細(xì)胞氧化還原狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)根毛發(fā)育及根系生長(zhǎng)的作用機(jī)制（圖2）。除了間接作用，該研究還發(fā)現(xiàn)IFQA可直接清除植物體內(nèi)ROS的證據(jù)。該研究為IFQA作為潛在的作物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)中應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)及新思路。

 

　　該研究以“Quaternary ammonium iminofullerenes improve root growth of oxidative-stress maize through ASA-GSH cycle modulating redox homeostasis of roots and ROS-mediated root-hair elongation”為題在線發(fā)表于國(guó)際知名期刊Journal of Nanobiotechnology。我校生命科學(xué)學(xué)院邰付菊副教授為論文第一作者，碩士生王帥為共同第一作者，王偉教授和何睿副教授（植物保護(hù)學(xué)院）為共同通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、河南省自然科學(xué)基金、河南省科技攻關(guān)、中國(guó)科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題等項(xiàng)目的資助。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1186/s12951-021-01222-7。