土壤盐渍化是影响植物生长和发育的主要非生物胁迫因素之一，预计到本世纪中叶，由于受人类活动和气候变化影响，约50%的耕地将面临盐渍化威胁。近日，海南大学热带作物高产高效与绿色栽培创新团队教授聂立孝课题组完成的研究成果发表于《农业科学学报》（英文）（Journal of Integrative Agriculture，JIA）。该研究系统综述了纳米颗粒在增强植物耐盐性中的应用机制、潜在风险及未来发展方向。
盐胁迫会导致植物形态、代谢和生理活动受损，进而造成作物减产。尽管传统的盐渍化缓解策略如灌溉管理、耐盐作物选育、土壤改良等依然有效，但这些方法耗时较长、成本高，且在大规模应用方面存在限制。近年来，纳米材料在提升植物抗盐胁迫方面展现出巨大的潜力。纳米颗粒凭借其独特的电学性质、高生化反应活性、微小的尺寸和高表面积体积比，正逐渐成为农业领域的一项新兴技术。
该项研究通过分析纳米颗粒的施用方法（如种子处理、叶面喷施、根部施用）及其对植物离子稳态、抗氧化系统和基因表达的调控作用，探讨了纳米颗粒在盐胁迫环境下的双重效应——促进生长或潜在毒性。
研究发现，纳米材料通过多种机制提高植物的耐盐性，包括调节水通道蛋白基因和淀粉水解酶基因以促进种子吸水和淀粉代谢；调节ABA/GA比例以促进种子发芽；直接清除ROS或调节抗氧化酶基因；减少膜损伤；排出Na?、增加K?吸收或维持较高的K?含量；提高K?/Na?比例；以及增加叶绿素含量、RuBisCO活性、气孔导度和光合速率。
尽管纳米材料在提高植物耐盐性方面显示出巨大潜力，但其应用仍面临植物毒性、环境影响和高成本等挑战。需要进一步研究纳米材料的理化性质及其与植物的相互作用，以确保其安全性和可持续性。
海南大学热带作物高产高效与绿色栽培创新团队博士后Mohammad Nauman Khan为该文章第一作者，聂立孝为通讯作者。该研究得到了海南省重大专项课题和海南大学科研启动基金的资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.05.028
