通过土壤改良和叶面施用氧化钙纳米颗粒来对抗油菜（Brassica napus L.）中的钒毒性：对生理生化机制及抗氧化防御机制的探讨

《Plant Cell Reports》：Combatting vanadium toxicity in rapeseed (Brassica napus L.) via soil amendment and foliar application of calcium oxide nanoparticles: insights into physio-biochemical and antioxidant defense mechanisms

　　

摘要

主要观点

氧化钙纳米颗粒（CaONPs）通过促进植物生长、光合作用、增强抗氧化防御能力和提高养分吸收，有效减轻了钒（V）对油菜的毒性，同时减少了钒的积累。

摘要

在各种重金属（HMs）中，钒（V）是地壳中一种重要且危害极大的金属。纳米颗粒的应用成为解决重金属对植物造成严重影响的一种有前景的策略。本研究旨在探讨氧化钙纳米颗粒（CaONPs）如何通过调节生理参数、激活抗氧化防御系统以及调控应激反应基因表达来缓解油菜（Brassica napus L.）植物中的钒胁迫。实验在温室中进行，使用粒径为8–20纳米的球形CaONPs进行叶面和土壤施用，以减轻油菜植株中的钒毒性。将三种浓度的CaONPs（10、20和30 mg L?1）通过叶面和土壤施用于在钒污染土壤（40 mg kg?1）中生长的油菜植株。与仅接受钒处理的植株相比，施用CaONPs（S-30/40和F-30/40）显著提高了植株的生理指标，如鲜重（75.16%和134.86%）、干重（183.88%和284.36%）以及根长（49.64%和101.59%）。光合色素和气体交换参数也随着CaONPs的施用而显著改善。此外，抗氧化酶的活性（如SOD（68.62 – 95.43%）、CAT（92.67 – 161.48%）、POD（35.50 – 49.04%）和APX（52.08 – 91.14%）也得到了提升，同时减少了钒胁迫下油菜植株中的活性氧生成。CaONPs的施用还有效提高了氮（N）、磷（P）、钾（K）、锰（Mn）、镁（Mg）和钙（Ca）等养分的吸收，并抑制了钒在根部和茎部的积累。研究结果表明，CaONPs的应用可能在促进作物耐受重金属环境中发挥重要作用，从而有助于可持续农业的发展。

图形摘要

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