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生命科学学院科研团队在解析碳纳米材料促进玉米生长机制研究方面取得重要进展

时间:2022-01-13 20:56:33 来源:生命科学学院 阅读:
 

   本网讯(通讯员 郭朋)近日,我校生命科学学院资源植物种质与分子生理、功能基因组学团队与植物保护学院植物病害生态防控科技创新团队合作在解析碳纳米材料促进玉米生长机制研究方面取得重要进展。

 

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  目前,碳纳米酶作为新一代人工模拟酶在农业领域的应用研究仍处于萌芽期。该研究发现自主合成的阳离子型富勒烯水溶性衍生物(IFQA)作为新型碳纳米酶,具有体外抗氧化活性,可显著促进氧化胁迫下玉米和拟南芥根毛长度及密度,提高玉米根系活力,促进根系生长(图1)。

 

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图1. IFQA对氧化胁迫下拟南芥和玉米根毛及根系活力的影响。

 

  作者进一步解析了IFQA促进根毛发育的作用机制。借助ROS荧光探针及实时荧光定量PCR等技术,发现IFQA通过调控NADPH氧化酶活性及根毛发育相关的RBOH B 和RBOH C基因表达,平衡根尖ROS水平及细胞氧化还原状态,进而促进根毛发育及根系生长的作用机制(图2)。除了间接作用,该研究还发现IFQA可直接清除植物体内ROS的证据。该研究为IFQA作为潜在的作物生长调节剂在生产中应用提供了科学依据及新思路。

 

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图2. IFQA对氧化胁迫下玉米根毛活性氧积累及根毛发育相关基因表达的影响。

 

  该研究以“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”为题在线发表于国际知名期刊Journal of Nanobiotechnology。我校生命科学学院邰付菊副教授为论文第一作者,硕士生王帅为共同第一作者,王伟教授和何睿副教授(植物保护学院)为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南省科技攻关、中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室开放课题等项目的资助。

 

  论文链接:https://doi.org/10.1186/s12951-021-01222-7。

 

 

编辑/杨钰晨 签审/陈明明 审核/谢东明

 

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