四氧化三锰纳米颗粒提高棉花抵抗强光胁迫的能力

合成的聚丙烯酸修饰的四氧化三锰纳米颗粒(PMO,10.81nm,-26.93mV)能够提高棉花幼苗抵抗强光胁迫的能力，其具体机理如下：体内试验表明，在强光胁迫下(1800～2200μmol•m-2•s-1),与对照组相比，350mg•L-1PMO显著提高強光胁迫24h后两叶期棉花的抗性，表现为PMO显著提高棉花第一片叶的PSⅡ最大量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在量子效率(Fv/Fm)和非光化学猝灭系数(NPQ),分别提高153.8%、186.3%和75.9%。利用荧光探针DCF、DHE和HPF以及激光共聚焦成像技术观察到：PMO显著降低棉花叶片中活性氧(ROS)含量，其中，显著降低第一片叶中过氧化氢(H2O2)含量(27.0%)第二片叶中超氧阴离子(•O2-)含量(50.0%)并且显著降低2片叶中羟基自由基(•OH)含量(25.7%和28.6%)。另外，利用试剂盒测定ROS含量和组织化学染色进一步验证了上述结果。PMO显著提高两片叶中过氧化物酶(POD)活性，分别提高71.2%和129.5%；显著提高第二片叶的过氧化氢酶(CAT)活性(51.3%)。PMO显著提高第二片中叶绿素a(20.5%)叶绿素b(21.4%)的含量；显著提高两片叶的微丝骨架荧光強度，分别提高19.0%和30.4%，显著下调第一片叶中GhADF1、GhADF7和第二片叶的GhADF2、GhADF7基因的表达量。体外试验表明，PMO具有纳米拟酶的特性，350mg•L-1PMO清除•OH、•O2-和H2O2的能力分别为63.9%、30.8%和4.3%。上述结果表明，PMO具有ROS清除能力，能够清除強光胁迫下棉花叶片中部分过量的ROS,降低胁迫下过量ROS 对棉花叶片的影响，提高棉花的抗性。