姜黄素衍生碳点缓解甘薯镉毒害的作用机制

来源：江苏农业科学杂志2024年第第7期北京时间：

作者：高佳;潘志远;夏楠;李宗芸;孙健;李艳娟

单位：江苏师范大学生命科学学院，江苏徐州 221116

摘要：为研究碳点缓解植物镉胁迫的作用机制，为植物非生物胁迫下外源施用生物质碳点提供科学依据，以生物质姜黄素为碳源，通过简单的一步水热法制备水溶性碳点(CDs)。以甘薯为植物模型，设置如下4个试验处理：霍格兰营养液(CK)；含0.7 mg/mL CDs的霍格兰营养液(CDs)；含100 μmol/L CdCl2的霍格兰营养液(Cd)；同时含有 0.7 mg/mL CDs、100 μmol/L CdCl2的霍格兰营养液(Cd+CDs)，研究不同处理对甘薯叶片光合特性、根系抗氧化系统及NO积累量、镉离子吸收情况的影响。结果表明，合成的CDs平均尺寸为2.29 nm，表面富含酚羟基、甲氧基，保留了姜黄素的药理学特性；与受到镉胁迫的甘薯幼苗相比，添加CDs后，受到镉胁迫的甘薯幼苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量分别增加了55.0%、41.3%、51.6%，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别提高了168.9%、33.8%、295%，胞间二氧化碳浓度显著降低了41.9%，MDA、脯氨酸含量、硝酸还原酶活性、NO积累水平显著降低，根尖镉离子内流显著减少。综上所述，CDs通过降低镉胁迫下甘薯幼苗体内的硝酸还原酶活性来减少甘薯体内镉诱导的NO积累，从而减少镉离子内流，缓解甘薯幼苗受到的镉胁迫，提高甘薯叶绿素含量和光合速率。

关键词：镉胁迫;甘薯;碳点;光合作用;一氧化氮