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Physiology and molecular biology of plants : an international journal of functional plant biology2022Jun01Vol.28issue(6)

酸化亜鉛ナノ粒子の適用は、生理学的、生化学的、細胞属性を調節することにより、米植物のクロム摂取を固定します

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

酸化亜鉛ナノ粒子(ZnO NP)は、植物の耐性を調節し、重金属ストレスを緩和するための新しい戦略として採用されていますが、特に米のクロム(CR)ストレスを改善するためのZnO NPの体系的な役割に関する私たちの乏しい知識は必要です。深度調査。水耕系のイネ苗のCr毒性と蓄積を改善する際に、異なる濃度のZnO NP(0、25、50、100 mg/L)の効果を評価するための実験を実施しました。我々の結果は、CR(100 µM)が米の苗の成長を著しく阻害したのに対し、ZnO NPの外因性治療はCr毒性ストレスを有意に緩和し、植物の成長を促進することを実証しました。さらに、ZnO NPの適用により、発芽エネルギー、発芽率、発芽指数、および活力指数が大幅に増加しました。さらに、バイオマスの蓄積、抗酸化物質(SOD、CAT、POD)、栄養獲得(ZN、FE)もZNO NPS処理植物で改善されましたが、脂質過酸化(MDA、H2O2)、電解質漏れ、CRの摂取、およびCRの摂取、およびCRの摂取、およびプランタ内の蓄積は大幅に減少しました。急成長する効果は、ZnO NPS(100 mg/L)でより明らかであり、CR誘導性の酸化ストレスを改善するための最適な治療法を示唆しています。さらに、ZnO NPS(100 mg/L)の処理は、内因性アブシシ酸(ABA)のレベルを低下させ、強化されたフィトチェラチン(PCS)レベルと関連する可能性のあるブラシノステロイド(BRS)などの成長調節因子ホルモンを刺激しました。細胞レベルのイネでの超微細構造分析により、100 mg/L ZNO NPの適用により、植物イオノミクスの改善、抗酸化活性、およびCR誘発性の酸化ストレスの調節が低下することにより、葉緑体の完全性およびその他の細胞オルガネルが保護されていることが明らかになりました。結論的に、現在の研究の観察は、ZNO NPを使用することにより食物連鎖のCR汚染を減らし、持続可能な作物の成長のための植物のCRの劇的な効果を軽減するための層の開発に役立ちます。

酸化亜鉛ナノ粒子(ZnO NP)は、植物の耐性を調節し、重金属ストレスを緩和するための新しい戦略として採用されていますが、特に米のクロム(CR)ストレスを改善するためのZnO NPの体系的な役割に関する私たちの乏しい知識は必要です。深度調査。水耕系のイネ苗のCr毒性と蓄積を改善する際に、異なる濃度のZnO NP(0、25、50、100 mg/L)の効果を評価するための実験を実施しました。我々の結果は、CR(100 µM)が米の苗の成長を著しく阻害したのに対し、ZnO NPの外因性治療はCr毒性ストレスを有意に緩和し、植物の成長を促進することを実証しました。さらに、ZnO NPの適用により、発芽エネルギー、発芽率、発芽指数、および活力指数が大幅に増加しました。さらに、バイオマスの蓄積、抗酸化物質(SOD、CAT、POD)、栄養獲得(ZN、FE)もZNO NPS処理植物で改善されましたが、脂質過酸化(MDA、H2O2)、電解質漏れ、CRの摂取、およびCRの摂取、およびCRの摂取、およびプランタ内の蓄積は大幅に減少しました。急成長する効果は、ZnO NPS(100 mg/L)でより明らかであり、CR誘導性の酸化ストレスを改善するための最適な治療法を示唆しています。さらに、ZnO NPS(100 mg/L)の処理は、内因性アブシシ酸(ABA)のレベルを低下させ、強化されたフィトチェラチン(PCS)レベルと関連する可能性のあるブラシノステロイド(BRS)などの成長調節因子ホルモンを刺激しました。細胞レベルのイネでの超微細構造分析により、100 mg/L ZNO NPの適用により、植物イオノミクスの改善、抗酸化活性、およびCR誘発性の酸化ストレスの調節が低下することにより、葉緑体の完全性およびその他の細胞オルガネルが保護されていることが明らかになりました。結論的に、現在の研究の観察は、ZNO NPを使用することにより食物連鎖のCR汚染を減らし、持続可能な作物の成長のための植物のCRの劇的な効果を軽減するための層の開発に役立ちます。

Zinc oxide nano particles (ZnO NPs) have been employed as a novel strategy to regulate plant tolerance and alleviate heavy metal stress, but our scanty knowledge regarding the systematic role of ZnO NPs to ameliorate chromium (Cr) stress especially in rice necessitates an in-depth investigation. An experiment was performed to evaluate the effect of different concentrations of ZnO NPs (e.g., 0, 25, 50, 100 mg/L) in ameliorating the Cr toxicity and accumulation in rice seedlings in hydroponic system. Our results demonstrated that Cr (100 µM) severely inhibited the rice seedling growth, whereas exogenous treatment of ZnO NPs significantly alleviated Cr toxicity stress and promoted the plant growth. Moreover, application of ZnO NPs significantly augmented the germination energy, germination percentage, germination index, and vigor index. In addition, biomass accumulation, antioxidants (SOD, CAT, POD), nutrient acquisition (Zn, Fe) was also improved in ZnO NPs-treated plants, while the lipid peroxidation (MDA, H2O2), electrolyte leakage as well as Cr uptake and in-planta accumulation was significantly decreased. The burgeoning effects were more apparent at ZnO NPs (100 mg/L) suggesting the optimum treatment to ameliorate Cr induced oxidative stress in rice plants. Furthermore, the treatment of ZnO NPs (100 mg/L) reduced the level of endogenous abscisic acid (ABA) and stimulated the growth regulator hormones such as brassinosteroids (BRs) possibly linked with enhanced phytochelatins (PCs) levels. The ultrastructure analysis at cellular level of rice revealed that the application of 100 mg/L ZnO NPs protected the chloroplast integrity and other cell organells via improvement in plant ionomics, antioxidant activities and down regulating Cr induced oxidative stress in rice plants. Conclusively, observations of the current study will be helpful in developing stratigies to decrease Cr contamination in food chain by employing ZnO NPs and to mitigate the drastic effects of Cr in plants for the sustainable crop growth.

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