颗粒大小决定了米 (Oryza sativa L.) 中ZnO纳米颗粒的植物毒性,通过空间成像技术揭示了这一点
Ziqian Li1, Wende Yan1, Yong Li1
1National Engineering Laboratory for Applied Technology of Forestry & Ecology in South China, and Laboratory of Urban Forest Ecology of Hunan Province; the Life & Science Department, Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hunan Province 410004, China.
Environmental science & technology
|August 31, 2023
概括
小氧化纳米颗粒 (ZnO NPs) 通过破坏根细胞和抑制生长来伤害大米植物. 这种尺寸依赖的植物毒性是由于NP吸收,而不是溶解的离子.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 植物生物学 植物生物学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 了解植物中的纳米粒子 (NP) 分布对于评估纳米毒性至关重要.
- 氧化纳米颗粒 (ZnO NPs) 的使用越来越多,需要研究它们对作物的环境影响.
研究的目的:
- 调查大小依赖的米中ZnONP的植物毒性 (Oryza sativa L.).
- 为了确定米植物组织中ZnONP的分布和内部化.
主要方法:
- 采用了元素和粒子成像技术,包括激光除感应合等离子体光学发射光谱学 (LA-ICP-OES) 和传输电子显微镜 (TEM).
- 通过测量大米根和芽的长度,生物质,胺含量和抗氧化酶活性来评估植物毒性.
- 将 ZnO NPs 的作用与同等度的 Zn2+ 盐进行了比较.
主要成果:
- 小尺寸的ZnONP (5,20和50纳米) 显著抑制了大米的长度和生物质.
- 暴露于ZnO NP导致大米根细胞膜损伤,增加了甲水平,并激活了抗氧化酶.
- LA-ICP-OES和TEM证实了ZnO NP在根血管组织中的积累和内化,特别是根茎和.
- Zn2+盐没有诱导类似的生理或生化变化,表明NP特异性毒性.
结论:
- 米中ZnONP的植物毒性取决于颗粒大小,较小的NP表现出更大的不良影响.
- ZnO NP被内化到大米根组织中,这表明NP与植物细胞的直接相互作用是毒性的主要机制.
- 这项研究强调了考虑NP大小和分布的重要性,以准确评估农业生态系统中的风险.
