第八届青年地学论坛

纳米技术在现代农业与环境污染治理方面的应用正在兴起，深入探究纳米材料对作物生长抗逆，以及农业环境新污染物传播的调控机制是农业环境可持续发展的重要战略需求。针对纳米材料（ENMs）诱导植物促生抗逆的分子机制仍不清楚这一问题，本文以植物界的海拉（Hela）细胞—烟草BY-2细胞为模型，重点开展了ENMs介导的植物生长和抗性调控网络分析和机制研究。揭示了ENMs可作为触发细胞生长和感知胁迫的“调控元件”，通过迅速激活信号通路进而影响下游代谢途径促进生长和调控防御反应。此外，明确了ENMs对细胞壁强化的诱导作用，从转录水平聚焦ENMs对细胞壁代谢和重塑的影响，并在微观水平发现了ENMs介导的囊泡运输过程，为ENMs的抗逆效应提供直接证据。在此基础上，基于ENMs独特的纳米效应和反应活性，设计了环境友好型的纳米阻抗剂来定向调控新污染物—耐药基因的传播扩散，从源头减少耐药基因的丰度并降低其水平转移的频率，揭示了ENMs调控土壤抗性基因水平转移的关键过程和机制，为利用ENMs促进农业生产、推进污染治理提供了重要的技术支撑。

 

人工纳米材料,农作物生长抗逆,农业环境耐药基因传播