Konstruerade nanomaterial (EM) påverkar växternas tillväxt och utveckling negativt eller positivt beroende på deras fysiokemiska egenskaper, tillämpning och koncentrationer. Tidigare studier har visat att ferroferrioxid (Fe₃ O₄ ) nanopartiklar påverkar tobaks (Nicotiana tabacum) frögroning på storleks- och dosberoende sätt. Lite uppmärksamhet har dock ägnats åt EMs förmedlade tobaksreaktion på tungmetaller.

I en studie publicerad i Journal of Nanobiotechnology , forskare från Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) vid Chinese Academy of Sciences och Shanxi Agricultural University undersökte mekanismerna för nanopartikelmedierad kadmium (Cd) tolerans i växter.

Med hjälp av tobakskultivaren Yunyan 87 (N. tabacum) undersökte forskarna effekterna av Fe₃ O₄ eller zinkoxidnanopartiklar (ZnO NPs) på växttillväxt och Cd-svar i tobaksplantor.

De fastställde först effekterna av Cd på tobaksplantans tillväxt och fann att Cd-behandling markant inducerade tillväxthämning i växthöjd, skottets färskvikt, rotlängd och färskvikt.

För att bekräfta om Fe₃ O₄ och ZnO NPs spelade roller i att förmedla Cd-svar, de tillämpade ytterligare bladexponering för Fe₃ O₄ , ZnO NPs och jonlösningar till tobaksplantor. Bladexponering för Fe₃ O₄ eller ZnO NP visade stor potential för att lindra växttillväxt under Cd-stress.

Jämfört med enbart Cd-behandlade plantor, Fe₃ O₄ , ZnO NPs och joner främjade avsevärt rottillväxt och färskvikt. Fe₃ O₄ eller ZnO NPs omprogrammerade kritiska metaboliska vägar, inklusive alkaloider, aminosyror, flavonoider, och de differentiellt ackumulerade metaboliterna involverade i dessa vägar var signifikant korrelerade med växttillväxt.

"Våra resultat sammantaget indikerar att metallnanopartiklar kan fungera som växttillväxtregulatorer och ge insikter om hur de kan användas för att förbättra grödor i tungmetallförorenade områden", säger Wan Jinpeng från XTBG. + Utforska vidare

Användning av två tekniska nanomaterial ger ett nytt sätt att förbättra salttoleransen i växter