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EP浙商大都韶婷：NMT发现石墨烯基材料的植物毒性与其抑制硝酸盐吸收相关
转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟
基本信息
主题：NMT发现石墨烯基材料的植物毒性与其抑制硝酸盐吸收相关
期刊：Environmental Pollution
影响因子：6.792
研究使用平台：NMT植物营养创新平台
标题：Graphene oxide exposure suppresses nitrate uptake by roots of wheat seedlings
作者：浙江工商大学都韶婷、翁轶能
检测离子/分子指标
NO3-
检测样品
小麦
中文摘要（谷歌机翻）
尽管有大量研究报告了基于石墨烯材料的植物毒性，但这些材料对植物吸收养分的影响仍不清楚。本研究表明，在200~800 mg L-1的条件下，用氧化石墨烯（graphene oxide，GO）处理小麦植株根部的硝酸盐浓度明显下降。非损伤微测技术（NMT）数据表明，GO能显著抑制小麦根分生区、伸长区和成熟区的NO3-净内流。此外还观察到根尖发白、皱褶、氧化应激和呼吸作用减弱等现象。这些观察结果表明，GO对植物根系的生长非常不利，会抑制了根系吸收面积的增加。在分子水平上，GO处理造成DNA损伤，抑制了小麦根部大多数硝酸盐运输体（NRTs）的表达，其中下调最明显的基因是NRT1.3、NRT1.5、NRT2.1、NRT2.3、和NRT2.4。本研究得出的结论是，GO处理减少了根系吸收面积和根系活性，并降低了NRTs的表达，这可能因此抑制了NO3-吸收率，导致逆境植物中硝酸盐的有害积累（adverse nitrate accumulation）。
离子/分子流实验处理方法
培养3 d的小麦苗在0、400 mg L-1氧化石墨烯中处理3 d
离子/分子流实验结果
由于400 mg L-1 GO足以引起小麦中NO3--N浓度的显著下降，因此选择这一处理水平，利用NMT研究GO对根部NO3-内流的影响。无论GO处理浓度如何，所选的3个根区（分生区、伸长区和成熟区）的NO3-内流速率均为负值，表明NO3-被根部吸收。此外，与对照组相比，GO处理使根系分生区、伸长区和成熟区的NO3-的内流速率分别显著下降10%、16%和7%（图1）。因此，GO处理可以抑制根部对硝酸盐的吸收，最大的抑制作用发生在伸长区。
图1. GO对小麦根部NO3-净流速的影响。正值代表NO3-外排，负值代表NO3-吸收。
测试液
6 mM KNO3, 2 mM CaNO3, 0.1 μMMgSO4, 0.1 mM NH4H2PO4，pH 6.0
仪器采购信息
据中关村NMT产业联盟了解，浙江地区的中国水稻研究所、中国农业科学院茶叶研究所分别于2016年、2015年采购了旭月（北京）科技有限公司的非损伤微测系统。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114224
关键词：非损伤微测技术；NO3-流速；小麦；氧化石墨烯；植物毒性
