近日，廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系葉菜創(chuàng)新團隊首席專家、華南農(nóng)業(yè)大學園藝學院楊暹教授團隊在國際著名期刊Food Chemistry （IF=9.231）、Ecotoxicology and Environmental Safety （IF=7.129）發(fā)表了植物碳點材料在蔬菜上應用的系列研究成果。

 

　　10月21日，食品科學領域國際著名期刊Food Chemistry 在線發(fā)表了楊暹教授團隊的題為“The roles of Salvia miltiorrhiza-derived carbon dots involving in maintaining quality by delaying senescence of postharvest flowering Chinese cabbage”的研究論文（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134704），揭示了丹參碳點通過延緩衰老保持菜心采后營養(yǎng)品質(zhì)的新機制。文章第一作者為園藝學院2020級碩士研究生曠麗鳳和園藝學院康云艷副教授，通訊作者為園藝學院鐘珉副教授和楊暹教授。該研究得到廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系（No. 2022KJ122 and 2023KJ122）、廣東省自然科學基金（2018A0303130316）與廣東省重點領域研發(fā)計劃項目（2018B020202010）的資助。

 

　　10月14日，環(huán)境科學與生態(tài)學領域國際著名期刊Ecotoxicology and environmental safety也在線發(fā)表了楊暹教授團隊的題為“Inhibition of UV-B stress in lettuce through enzyme-like Scutellaria baicalensis carbon dots”的研究論文（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114177），揭示了黃芪碳點通過提高抗氧化作用而抵抗紫外線脅迫對生菜生長的影響。文章第一作者為園藝學院2020級碩士研究生王惠和園藝學院康云艷副教授，通訊作者為廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系葉菜創(chuàng)新團隊崗位專家、材料與能源學院雷炳富教授和廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系葉菜創(chuàng)新團隊首席專家、園藝學院楊暹教授。該研究得到廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系（No. 2022KJ122 and 2023KJ122）、廣東省自然科學基金（2018A0303130316）與廣東省重點領域研發(fā)計劃項目（2018B020202010）的資助。

 

　　菜心是我國華南地區(qū)特產(chǎn)蔬菜，以幼嫩的菜薹為食用器官，為華南地區(qū)出口港澳的最主要蔬菜。隨著人們生活水平的提高以及消費習慣的改變，人們對菜心的消費越來越大，菜心的發(fā)展規(guī)模也隨之快速膨脹。目前，菜心的生產(chǎn)不但在華南地區(qū)廣泛栽培，而且在寧夏、甘肅、云南、河南、河北等地也快速發(fā)展，然而菜心采后極易快速失水、黃化和腐爛，貨架期短。因此，菜心采后保鮮一直是困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問題。碳點（Carbon dots，CDs）作為一種新型的零維碳基納米材料具有優(yōu)異的抗氧化特性、良好的生物相容性以及低毒性，然而有關碳點材料應用于采后保鮮方面的研究相當有限。課題組首次將丹參碳點（SmCDs）應用到菜心采后保鮮中，系統(tǒng)研究了SmCDs在菜心采后保鮮中的作用，發(fā)現(xiàn)丹參碳點具有顯著的抗衰老作用，通過抑制葉綠素降解基因、衰老相關基因和呼吸爆發(fā)氧化酶同源基因的表達、維持活性氧代謝平衡、促進關鍵黃酮生物合成基因的表達和正向調(diào)控了糖代謝而抑制菜心采后衰老和維持采后營養(yǎng)品質(zhì)。研究結果首次闡明了SmCDs延緩采后菜心衰老的調(diào)控機制，并對提高采后菜心的商品質(zhì)量以及開發(fā)新的園藝作物采后處理提供了新思路。

 

　　UV-B脅迫引起的植物氧化脅迫一直是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量面臨的重大挑戰(zhàn)。在動物上，類酶活性的碳點（CDs）已經(jīng)證明對氧化脅迫具有抑制作用，但對植物的非生物抗逆性脅迫，特別是UV-B脅迫，知之甚少。本研究評價了黃芪CDs特性、在體內(nèi)和體外清除活性氧以及增強體內(nèi)抗氧化能力。黃芪CDs通過提高抗氧化酶如超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽還原酶和抗壞血酸過氧化物酶的活性而抑制活性氧的傷害，促進了生菜植株的同化能力，激活植物水通道蛋白基因PIP1和PIP2的表達而提高水分的利用，進而保護了植株免受UV-B脅迫。研究結果有助于安全可靠的抗脅迫材料的設計和制造，以滿足食品生產(chǎn)中非生物脅迫的挑戰(zhàn)。