叶面施用金属纳米颗粒对橡树叶莴苣幼苗抗氧化系统的影响GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

纳米颗粒（NPs）用于各种工业和家庭用途，由于其不受控制地释放到生态系统中，其日益增加的使用造成了环境危害。NPs风险评估的一个重要方面是了解其与电厂的相互作用。本研究的目的是检验Au（10和20）的作用 ppm）、Ag和Pt（20和40 oakleaf莴苣的NPs，特别强调植物抗氧化机制。在下周进行实验室分析后，在2周龄莴苣幼苗的叶子上施用一次纳米颗粒。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

研究了不同浓度金属NPs喷施对生菜幼苗抗氧化能力的影响。还测定了叶绿素、鲜重和干重。叶面暴露于金属NPs对幼苗抗坏血酸过氧化物酶活性无影响，总过氧化物酶活性在Au NPs处理后升高，但在施用Ag NPs和Pt NPs后降低。受试的Au NPs和Pt NPs的浓度均导致谷胱甘肽（GSH）含量增加，而没有NPs影响植物中的L-抗坏血酸含量。Ag NPs和Pt NPs应用为40 与对照组相比，ppm溶液使总酚含量分别增加17%和15%。类胡萝卜素含量随着银纳米颗粒和金纳米颗粒（20和40）的增加而增加 ppm）和Pt NPs（20 应用ppm）。用40 Ag-NPs和Pt-NPs的总抗氧化能力和叶绿素浓度均显著提高GydF4y2Ba一个GydF4y2Ba(仅适用于Ag-NPs)而非对照。40 ppm的Pt-NPs处理增加了莴苣的鲜重和总干重。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

结果表明，施加NP的浓度和各种类型的金属NP有不同上oakleaf莴苣的抗氧化状态的影响。POX活性的改变和在谷胱甘肽，总酚和类胡萝卜素生物合成由于金属NP表明，测试的纳米颗粒可以作为应激刺激作用。然而，通过在叶绿素浓度和在植物的鲜重和干重的微小变化判断，甚至基于在M-的NP处理后这些特性的一些增加，应力强度是相对低的，并且将植物能够应付其负面影响。GydF4y2Ba

纳米颗粒(NPs)是一种至少具有两个维度的材料，尺寸在1 nm到100 nm之间[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．纳米粒子的独特性能源于其极小的尺寸和较大的表面体积比，这导致了它们在机械和生物性能、催化活性、热导率和电导率、光学吸收、以及与化学成分相同的较大颗粒相比的熔点[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．纳米粒子对植物的影响一直是许多研究的重点，这些研究显示了它们的植物毒性或有益作用，或在植物中没有显示出相应的反应[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba]．尽管如此，人们对特定浓度的特定纳米颗粒对特定植物物种的影响知之甚少[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

据报道，近25%的纳米技术消费品含有银纳米颗粒(Ag-NPs)，因为它们具有抗菌和抗真菌的特性;在农业中，Ag-NPs主要用于植物病害管理[GydF4y2Ba4GydF4y2Ba]．金纳米颗粒(Au-NPs)在家庭、工业和医疗产品中很常见[GydF4y2Ba5GydF4y2Ba]．基于铂的纳米材料已经显示出优异的治疗剂和它们在化学治疗中经常使用[GydF4y2Ba6GydF4y2Ba]．在纳米尺度上，铂纳米颗粒(Pt-NPs)适用于设计新的电化学传感器和生物传感器[GydF4y2Ba7GydF4y2Ba]．然而，使用纳米技术的副作用是可能的纳米材料释放到环境中，从而在生态系统内了解它们之间的相互作用，包括植物，是必要的。GydF4y2Ba

一种化学元素以纳米粒子的形式对植物的影响可能比其相应的实体相对应的影响更大，这种影响可能是积极的，也可能是消极的[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba]．Stampoulis [GydF4y2Ba8GydF4y2Ba]发现，在10-1000 mg L的环境中，西葫芦苗的银含量平均高出4.7倍GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}由于Ag-NPS从较高水平的离子释放，Ag-NPS比在类似浓度下用散装Ag粉末处理的NPS。将NPS易于渗透到植物和纳米颗粒的特定特征可以在各种水平引起强烈反应，包括代谢过程的改变。Kumari等人。［GydF4y2Ba9GydF4y2Ba)治疗GydF4y2Ba洋葱GydF4y2Ba细胞与Ag-NPS，并注意到不同种类的染色体像差，例如粘性，染色体破裂，间隙，干扰的中期和细胞壁崩解。陈和陈某详细描述了ag-nps对形态和生理水平植物的植物毒性作用[GydF4y2Ba10GydF4y2Ba]．由于接触到金属纳米颗粒，Au-NPs在植物组织内积累，但Au-NPs的吸收被认为是大小选择性的[GydF4y2Ba11GydF4y2Ba]．Siddiqi和Husen总结了Au-NPs对植物的正效应和负效应[GydF4y2Ba12GydF4y2Ba]．Arora等人[GydF4y2Ba13GydF4y2Ba]观察到金纳米颗粒处理对不同的生长和产量相关参数有积极的影响GydF4y2Ba芸苔属植物junceaGydF4y2Ba．另一方面，Feichtmeier等人[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba]注意到大麦的新鲜生物量随着AU-NP的浓度的增加而降低。Asztemborska等人[GydF4y2Ba15GydF4y2Ba]发现了GydF4y2BaLepidium sativum.GydF4y2Ba和GydF4y2BaSinapis Alba.GydF4y2Ba能从生长培养基中吸收Pt-NPs并将其转移到地上部。关于Pt-NPs对植物的植物毒性还没有太多的信息，但Shiny等人[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba对番茄和萝卜种子萌发无明显影响。GydF4y2Ba

纳米粒子可以干扰线粒体和叶绿体中的电子传输链，这可能导致氧化爆发，然后在细胞室中释放反应性氧物质（ROS）[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba，GydF4y2Ba5GydF4y2Ba]．例如，Jiang等人[GydF4y2Ba17GydF4y2Ba]由钛纳米粒子（TiO）建立规模依赖的ROS生成（TIOGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba-NPS）。植物开发了抗氧化机制，以控制ROS水平，并维持ROS清除过程的平衡[GydF4y2Ba18GydF4y2Ba]．这些机制包括抗氧化剂酶和非酶化合物，其帮助植物应对压力[GydF4y2Ba19GydF4y2Ba]．暴露于Ag-NPs会导致植物的氧化应激[GydF4y2Ba10GydF4y2Ba]．例如，Thiruvengadam等人[GydF4y2Ba20GydF4y2Ba]发现高浓度的Ag-NPs导致超氧自由基过量生成，HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaOGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba萝卜幼苗的生产和脂质过氧化。有证据表明au - nps介导的ROS在GydF4y2BaB. Juncea.GydF4y2Ba幼苗是由于H的增加GydF4y2Ba_2GydF4y2BaOGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba及较高的整体抗氧化活性[GydF4y2Ba21GydF4y2Ba]．虽然它已被证明,植物治疗急性高NPs剂量表现出氧化应激和生产过剩的活性氧,NPs细胞毒性的证据,很少有研究调查接触NPs在低剂量的影响,这可能是更安全更环保的相关(GydF4y2Ba22GydF4y2Ba]．高剂量NPS暴露通常导致ROS生产率和细胞毒性;低剂量曝光可能导致氧化还原信号的无毒调制，这可能导致植物的应力耐受性增加。因此，我们考虑了Ag，Au和Pt纳米粒子的影响，在不同浓度下施用到叶子，oakleaf莴苣植物的抗氧化剂状态，以及在新鲜和干燥的含量的可能改变叶绿素含量。我们决定分析不同浓度对植物的不同浓度的影响，也可以比较Ag，Au和Pt NP对植物代谢的特异性效果。GydF4y2Ba

叶面喷施40ppm Pt-NPs可提高橡树叶莴苣的茎干鲜重和总干重(见表2)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.使用的其他纳米和浓度不改变这些植物性状。沙拉发表的结果[GydF4y2Ba23GydF4y2Ba对于60ppm的Ag-NPS，在对照植物上的普通豆芽的干重中，FW的增加30％和27％的蛋白质;在同一Ag-NPS浓度下玉米幼苗的情况下，相应的值较高35和33％。只有100ppm的最高浓度，两种植物物种的新鲜和干重减少。如El-Batal等人所观察到的那样。［GydF4y2Ba24GydF4y2Ba]，对于常见的豆芽，Ag-NPS（5-60ppm）的叶面施用显着增加了每株植物的全部新鲜和干重。然而，还有其他报道，其中Ag纳米粒子的作用在这方面是阴性的。Mirzajani等人[GydF4y2Ba25GydF4y2Ba结论是，用不同浓度的Ag-NPS治疗水稻植物（0.30-60 mgLGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}）线性且显着降低干重累积。Vannini等人。［GydF4y2Ba26GydF4y2Ba]观察到用Ag-NPS处理的发芽小麦幼苗的FW（10 mg L.GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba})，他们认为这种效应是由于Ag- nps释放Ag离子所致。Ag-NPs的植物毒性已经在几项研究中得到证实，但通常是在根系暴露于高浓度的NPs之后。Larue等人[GydF4y2Ba27GydF4y2Ba研究是有趣的，因为莴苣幼苗叶片暴露在Ag-NPs中，即使在浓度非常高的情况下(从10 mg LGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}高达1000毫克升GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}）;我们也没有观察到Ag-NPs对橡树叶莴苣的任何负面影响。Kumar等人[GydF4y2Ba28GydF4y2Ba]发现总FWGydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳GydF4y2Ba10 μg mL和80 μg mL的幼苗分别增加3.7倍和6.3倍GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}与对照组相比，Feichtmeier等人得到了相反的结果[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba结果表明，随着Au-NPs浓度(3 ~ 10 μg mL)的增加，每株新鲜生物量下降GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba})，但浓度为1 μg mLGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}营养培养基中Au-NPs对生物量有促进作用。Astafurova等人[GydF4y2Ba29GydF4y2Ba在水培和土培中，Pt-NPs处理均显著增加了小麦幼苗的体重;然而，只有当植株生长在两种土壤类型中的一种时，幼苗的干重才会增加。在本试验中发现，施用高浓度Pt-NPs可增加莴苣的鲜重和干重。在我们看来，当Pt以足够的浓度存在于细胞中时，它可以在植物生长调节过程中发挥催化作用[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

虽然结果显示纳米颗粒处理后橡树叶莴苣幼苗的APX活性有一些变化，但这在统计学上没有得到证实，大多数变量的值强烈分散在平均值周围(图。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba一种）。用10和20ppm的AU-NP处理的植物显示出显着更高的POX活性，然后对幼苗进行控制，而Ag-NPS和Pt-NPS在植物中降低了POx的活性（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Bab).一般来说，据报道纳米粒子处理负责增加被处理植物的酶活性，但这种增加的程度取决于应用的纳米粒子浓度和NPs的类型[GydF4y2Ba31GydF4y2Ba].Lei等人获得的结果[GydF4y2Ba32GydF4y2Ba]清楚地表明纳米tioGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba处理可显著提高菠菜植株超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、APX和愈创木酚过氧化物酶(GPX)的活性。Homaee和Ehsanpour获得的数据[GydF4y2Ba33GydF4y2Ba]对于马铃薯植物，表明APX活性由于AG-NPS治疗而增加。在其他工作中，当测试25-400ppm ag-nps时GydF4y2BaB. Juncea.GydF4y2Ba，抗坏血酸过氧化物酶活性在Ag-NPs最高浓度时最高，与对照相比，在50ppm时仅轻微下降[GydF4y2Ba34GydF4y2Ba]．Kumar等人[GydF4y2Ba28GydF4y2Ba的APX活性分别为1.24倍和1.78倍GydF4y2Ba答:芥GydF4y2Ba10 μg mL和80 μg mLGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}Au-NPs的含量分别高于对照组。Gunjan等[GydF4y2Ba21GydF4y2Ba]观察到GydF4y2BaB. Juncea.GydF4y2Ba在200 ppm浓度下，Au-NPs对APX活性的影响不大，但随着纳米粒子浓度的进一步增加，APX活性显著增加，在400 ppm时达到最大值。关于纳米粒子的应用提高APX活性的科学报道是相当一致的，但在目前的实验中并没有观察到这种现象。Krishnaraj等人[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba结果表明，水痘活性显著增加GydF4y2Ba一种monnieriGydF4y2Ba植物经过10 ppm的ag-nps，这与我们的结果不一致。根据Sharma等。［GydF4y2Ba34GydF4y2Ba中GPX的活性GydF4y2BaB. Juncea.GydF4y2Ba幼苗连续增加，随着25ppm至400ppm的浓度增加。在芥末植物枪jan等。［GydF4y2Ba21GydF4y2Ba[较高的Au-NPS和400ppm的GPX活性的同时增加GPX活性的同时增加1.28倍，比对照植物大1.28倍。AU-NP对痘毒活动的这种影响与我们的研究结果一致。这种酶活性的这种增加可能是由于通过Au-nps施加的Oakleaf生菜的幼苗的应力，其与解毒过量的反应性氧（ROS）连接。据我们所知，PT-NP对抗氧化酶活性的影响尚未在科学报告中描述。酶促机制和非酶促抗氧化剂在克服植物应力中的作用是相互关联的。我们的研究表明，用Ag-NPS和PT-NPS处理后，植物含量通常在植物中增加，因此主要是这些类型的化合物参与了ROS的解毒。GydF4y2Ba

我们观察到的Au纳米粒和Pt-NP的该叶面施用与对照相比（图显著增加在oakleaf莴苣幼苗的谷胱甘肽（GSH）的含量。GydF4y2Ba2GydF4y2Baa).与对照相比，20 ppm Pt-NPs处理的谷胱甘肽水平差异达26%，40 ppm Pt-NPs处理的谷胱甘肽水平差异达28%，Au-NPs处理的谷胱甘肽水平差异为10% (10 ppm)和13% (20 ppm)。银纳米颗粒不能促进橡树叶莴苣中谷胱甘肽的生物合成。与对照相比，Ag、Au和Pt纳米颗粒对植物中l -抗坏血酸的浓度没有影响(图2)。GydF4y2Ba2GydF4y2Bab) Homaee和Ehsanpour [GydF4y2Ba33GydF4y2Ba]注意到，与对照相比，在GSH或抗坏血酸浓度下没有观察到2mg L的改变GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}马铃薯幼苗的Ag-NPs处理。然而，这些化合物的含量在暴露于高浓度Ag-NPs的植株中显著降低。这些作者认为，Ag- nps释放的Ag离子与生物分子的巯基有很高的亲和力，GSH可能被Ag离子靶向而从细胞中排出。这可能解释了在我们的实验中，Ag-NPs处理的莴苣植株中谷胱甘肽浓度没有显著变化的原因。在…的情况下GydF4y2Ba答:芥GydF4y2Ba，当用0.2-1mg L处理植物时，观察到参与谷胱甘肽合成的基因的上调。GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}Ag-NPs [GydF4y2Ba36GydF4y2Ba]．Ag-NPs暴露后，抗坏血酸含量显著增加GydF4y2Ba芦笋officinalisGydF4y2Ba［GydF4y2Ba37GydF4y2Ba]．M-NPs对植物中谷胱甘肽和l -抗坏血酸浓度的影响已经部分检测了Ag-NPs，如本段所示。据我们所知，Au-NPs和Pt-NPs对这些化合物的影响尚未被研究，而本实验中观察到的这些纳米颗粒作用导致谷胱甘肽含量增加的机制，还需要进一步深入研究。抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)都连接到反应网络，即抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)通路。asa -谷胱甘肽显示出微妙的平衡，谷胱甘肽和抗坏血酸的可能变化不是直接成比例的，特别是在金属/金属类应用导致氧化应激的条件下[GydF4y2Ba38GydF4y2Ba]．在本研究中，可能改变由Au和Pt纳米引起的ASA-GSH途径，但不是Ag，导致与L-抗坏血酸浓度缺乏M-NPS效应的谷胱甘肽含量的增加。GydF4y2Ba

总酚类物质的研究结果表明，在40 ppm浓度下，Ag-NPs和Pt-NPs的酚类物质含量分别比对照增加了17和15%。GydF4y2Ba3.GydF4y2Baa).橡树叶莴苣幼苗对Au-NPs、20 ppm Ag-NPs和20 ppm Pt-NPs的酚类物质浓度没有响应。在40ppm Pt-NPs处理下，类胡萝卜素含量的变化可以忽略不计。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bab）。但是，当施用20ppm和40ppm溶液时，Ag-nps增加了Oakleaf莴苣中的类胡萝卜素含量（分别与对照相比，分别为13和17％），并且20ppm pt-nps导致类胡萝卜素浓度的增加（达16.5％此外，该值显着高于40ppm pt-nps。与对照组相比，我们还观察到在用Au-nps喷射植物（分别为7和10％和20ppm）的植物后的类胡萝卜素水平的增加。使用研究GydF4y2Ba一种monnieriGydF4y2Ba证明Ag-NPs（10 ppm（水培培养）增加了植物器官中的总酚含量[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba]．叶面喷洒的GydF4y2BaEchium amoenumGydF4y2Ba与对照相比，20和50 ppm Ag-NPs溶液显著提高了总酚含量[GydF4y2Ba39GydF4y2Ba]．此外，Najafi等人[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba]观察到Ag-NPS（50ppm）引起总酚类的增加GydF4y2Ba小麦GydF4y2Ba幼苗。从文献报道的数据来看，酚类物质的含量与植物对Ag-NPs的暴露之间普遍存在正相关关系，在我们的研究中，在较高的Ag-NPs浓度下显示出这种关系。在本实验中，我们还观察到40 ppm的Pt-NPs处理增加了酚类物质的含量;Astafurova等人[GydF4y2Ba29GydF4y2Ba研究发现，用Pt-NPs处理小麦幼苗会导致类黄酮含量增加——这取决于植物生长的土壤类型，与对照相比，增幅甚至达到40%。Mirzajani等人[GydF4y2Ba25GydF4y2Ba]，在60 mg L处理下，水稻幼苗的类胡萝卜素含量显著增加GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}AG-NPS，这与我们的数据一致。但是，Larue等人。［GydF4y2Ba27GydF4y2Ba]报道了不同浓度的Ag-NPs对生菜幼苗类胡萝卜素含量的影响，Vishwakarma等[GydF4y2Ba41GydF4y2Ba]报道了用1mm和3mm Ag-NPs处理的芥菜中类胡萝卜素含量降低。值得强调的是，较低的Pt-NPs浓度以及Au-NPs和Ag-NPs浓度均可提高植物中的类胡萝卜素水平。M-NPs处理后，类胡萝卜素和酚类物质含量的增加对植物的氧化胁迫具有保护作用，但在酚类物质处理下，Ag和Pt纳米颗粒浓度的增加对植物的氧化胁迫具有显著的保护作用。GydF4y2Ba

与对照相比，40 ppm的Ag-NPs和Pt-NPs处理植株的总抗氧化能力显著提高。GydF4y2Ba4GydF4y2Ba）.nps处理后的植物提取物对DPPH自由基的清除率比对照分别提高了37.5和44%。低浓度的Ag-NPs、Pt-NPs和两种浓度的Au-NPs对这一性状均无影响。所述的GydF4y2BaCorchorus olitoriusGydF4y2Ba，根据土壤中的Ag-NP浓度的增加，抗氧化活性以剂量依赖性方式增加[GydF4y2Ba42GydF4y2Ba]．阿巴西和贾梅[GydF4y2Ba39GydF4y2Ba]，发现其清除DPPH自由基的活性显著升高GydF4y2BaEchium amoenumGydF4y2Ba叶片叶片后用50ppm ag-nps喷洒，但没有20 ppm ag-nps，这与我们的研究结果同意。Kumar等人[GydF4y2Ba28GydF4y2Ba]表明，DPPH的测定结果的基础上，即总自由基清除活性用改进GydF4y2Ba答:芥GydF4y2Ba与对照相比，在含有Au-NPs的培养基中生长的幼苗，但我们在本实验中没有观察到这种关系。据我们所知，目前还没有关于Pt-NPs处理植物样品中抗氧化活性的测量信息，因此，40ppm Pt-NPs处理后橡树叶莴苣中DPPH清除活性的增加是我们实验的一个有趣结果。实验中发现总酚含量与清除DPPH自由基活性呈正相关关系，并通过无花果中的数据反映出来。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba4GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

结果表明，Ag-NPs对叶绿素有显著影响GydF4y2Ba一个GydF4y2Ba当Ag-NPs浓度为20和40 ppm时，栎叶莴苣幼苗中Ag-NPs的含量增加，导致该色素的含量增加(表1)GydF4y2Ba2GydF4y2Ba）.不同浓度的Au-NPs和Pt-NPs对叶绿素无显著影响GydF4y2Ba一个GydF4y2Ba与控制相比的内容。没有纳米颗粒治疗改变了叶绿素的含量GydF4y2BabGydF4y2Ba在苗。萨拉马[GydF4y2Ba23GydF4y2Ba]使Ag-NPs浓度从20 ppm提高到60 ppm，导致叶绿素含量增加(叶绿素含量增加49%)GydF4y2Ba一个GydF4y2Ba叶绿素占33%GydF4y2BabGydF4y2Ba）和corn seedlings (by 46 and 26%, respectively) above the control, while Ag-NPs concentrations above 60 ppm caused degradation of chlorophyll pigments. Mirzajani et al. [25GydF4y2Ba发现叶绿素浓度最高GydF4y2Ba一个GydF4y2Ba当60 mg lGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}AG-NPS用于水稻;但是，叶绿素的降解GydF4y2BabGydF4y2Ba被观测到。Sharma等。［GydF4y2Ba34GydF4y2Ba的叶片叶绿素含量较高GydF4y2BaB. Juncea.GydF4y2Ba与对照幼苗相比，使用Ag NPs处理的幼苗。这些作者报告了经Ag NPs处理的幼苗的量子效率的提高，这表明更多的反应中心处于“开放状态”以进行光反应。它降低了产生反应性自由基的可能性、对叶绿体的损害和对叶绿素的破坏。我们的结果还表明，在非酶抗氧化剂中，主要是类胡萝卜素对Ag-NPs处理有反应，并且已知这些色素在应激条件下保护叶绿素免受破坏的作用。奈尔和钟[GydF4y2Ba36GydF4y2Ba的总叶绿素含量GydF4y2Ba答:芥GydF4y2Ba幼苗暴露在0.2 mg升后没有改变GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}叶绿素含量在0.5 mg L和1 mg L处理后有所下降GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}Ag-NPs。Larue等人在生菜幼苗上测试了三种浓度的Ag-NPs [GydF4y2Ba27GydF4y2Ba叶绿素含量无明显变化。在我们的实验中，我们没有观察到Au-NPs对叶绿素浓度的任何显著影响，但有报道称，10-100 ppm Au-NPs处理可以产生较高的叶绿素含量GydF4y2BaB. Juncea.GydF4y2Ba幼苗，特别是用10ppm Au-NPs处理的幼苗[GydF4y2Ba13GydF4y2Ba]．通过Astafurova等人观察到暴露于Pt-NP后的叶绿素水平的小麦幼苗的反应。［GydF4y2Ba29GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

随着施用M-NPs浓度的增加，橡叶莴苣幼苗的金属含量增加(表2)GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.在对照幼苗中检测到非常少量的这些金属。Plants treated with 20 ppm Ag-NPs and 40 ppm Ag-NPs had 114 and 138 times more Ag compared to the control. In the case of Pt, these values were 75 and 95 times more, respectively. Au-NPs-treated plants had 19.5 and 23 times more Au (for 10 and 20 ppm, respectively) than control seedlings. Twice the concentration of M-NPs solution applied to plants did not translate into a doubling in the amount of given metals in tissues. Positive relationships between metal contents in the plants and an increase in NPs concentration supplied to plants is in agreement with literature data. Applying Ag-NPs with increasing solution concentrations (2, 10, 20 mg L^{−1GydF4y2Ba})导致马铃薯幼苗中该元素的含量按比例增加[GydF4y2Ba33GydF4y2Ba]．Torrent等[GydF4y2Ba43GydF4y2Ba]描述了在莴苣根组织中累积的总Ag以Ag-nps的剂量依赖性方式增加，但在芽的情况下，只观察到浓度7 mglGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}在生长培养基中。Feichtmeier等人[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba]观察到大麦根中的Au含量升高了营养培养基中的浓度，高达8μgAumlGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}，但最高暴露浓度为10 μg Au mLGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}，则出现稍低的值。Asztemborska等人[GydF4y2Ba15GydF4y2Ba的Pt含量GydF4y2BaL. Sativum.GydF4y2Ba和GydF4y2BaS. Alba.GydF4y2Bashoots was clearly dependent on the Pt-NPs in the growth medium and for the highest Pt-NPs concentration applied (100 mg L^{−1GydF4y2Ba})，它达到了植物中的最高水平。GydF4y2Ba

PCA用于探讨叶面莴苣幼苗对不同浓度施加的植物莴苣幼苗对非酶促抗氧化剂含量和抗氧化酶活性的影响的影响（图。GydF4y2Ba5GydF4y2Ba）.数据显示，PC1和PC2占数据集中总方差的77.33%，分别占38.02和29.31%。根据因子加载值，可以得出结论，第一个分量主要代表控制，单独放置在右上图(均为阳性)和Au-NPs (PC1为阳性，PC2为阴性)。第二组分主要与20ppm Ag-NPs处理有关，与20ppm Pt-NPs处理也有一定程度的关系(在两个处理中，第一个组分存在负因子负荷，第二个组分存在正因子负荷)。较高浓度的Ag-NPs和Pt-NPs被放在左边较低的地块上，两者的负荷量都是负的。对照与Au-NPs之间的距离较短，证实Au-NPs对植物抗氧化状态的影响较小，本质上Au-NPs的这种作用只发生在总POX活性的情况下。Ag和Pt浓度在20ppm和40ppm之间的差异可以在图中看到。GydF4y2Ba5GydF4y2Ba这是由于当使用更高浓度的纳米颗粒时，抗氧化剂的含量通常更高，尽管这些差异并不总是通过方差分析在统计学上得到证实。GydF4y2Ba

本研究结果表明，不同浓度的M-NPs (Ag, Au和Pt)对橡树叶莴苣叶片的暴露以不同的方式调节幼苗的生化过程。Au-NPs提高了POX总活性、谷胱甘肽和类胡萝卜素的浓度，但不影响其他非酶抗氧化剂的含量和APX活性。与对照相比，Pt-NPs处理增加了谷胱甘肽含量，而M-NPs处理对l -抗坏血酸含量没有影响。Ag-NPs与20ppm Pt-NPs一起增加类胡萝卜素含量，总酚含量增加，但仅在40ppm时增加。较高浓度(40 ppm)的Ag-NPs和Pt-NPs对DPPH自由基的清除能力提高最大。从M-NPs引起的鲜重和干重没有显著变化(40 ppm Pt-NPs甚至导致FW增加)和植株中没有可见的负变化来看，应该说明使用的M-NPs浓度对植株没有毒性。然而，施用M-NPs会影响植物的代谢，这是纳米颗粒处理所特有的。需要强调的是，纳米粒子对植物的积极或消极影响是已知的，但文献数据在这方面是矛盾的。似乎需要一个协调一致的研究计划，包括标准化的实验程序，包括浓度、植物生长培养基、NPs施用路径(根或叶面暴露)、植物的个体发生阶段等。GydF4y2Ba

纳米粒子及其特征GydF4y2Ba

实验中使用了银(Ag-NPs)、金(Au-NPs)和铂(Pt-NPs)的纳米颗粒。纳米金属购自PlasmaChem GmbH (Berlin, Germany)，为水溶液胶体溶液，以约0.10 mg cm的形式获得GydF4y2Ba^{−3GydF4y2Ba}（Ag）和0.05 mg cmGydF4y2Ba^{−3GydF4y2Ba}（Au）柠檬酸盐作为稳定剂水中的胶体溶液。将PT作为干粉供应，但形成含水胶体溶液（0.10mg Pt cmGydF4y2Ba^{−3GydF4y2Ba})在水中与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定剂。平均Ag粒径约10 nm, Au约20 nm, Pt约3 nm。用去离子水制备一系列处理液，得到浓度分别为20和40 ppm的Ag和Pt，以及10和20 ppm的Au。所有烧杯一起放置在一个白天(16小时)温度约为22°C、晚上(8小时)温度约为18°C的房间里。GydF4y2Ba

植物材料与纳米粒子的应用GydF4y2Ba

oakleaf莴苣幼苗（GydF4y2Ba摘要以GydF4y2BaL. var。GydF4y2BafoliosaGydF4y2Ba布雷默)简历。基里巴斯(种子由波兰华沙Rijk Zwaan Polska Sp. z o.o.提供)购自Krasoń - A Group of Vegetable Seedling Producers (Piaski，波兰)。幼苗在18/15°C(昼/夜)条件下在64厘米的立方泥炭盆中生长GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba体积放置在塑料盒（每个塑料盒150个盆）。GoëmarGoteo（阿里斯塔生命波兰SP。Z O操作。O操作。，华沙，波兰）的混合物在二叶期经由单个叶面喷雾以0.3％的浓度施加到苗作为生物肥料。二周龄幼苗（4-5叶）克拉科夫温室转移到农业大学和放置在桌面上，然后将植物被淹没表（到盆的高度¾）灌溉，按要求。纳米颗粒of Ag, Au and Pt were applied only once, evenly to the leaves two days later, at the concentrations mentioned above, a 50 cm^3.GydF4y2Ba施用每盒悬浮液（约0.33厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba每个工厂)。同时对控制装置喷洒去离子水。试验期间未加施肥料。7 d后采收各试验处理的植株(每个重复150株，每个处理设3个重复)。所有叶子都用自来水仔细冲洗，然后用去离子水冲洗。然后将处理后的所有叶子混合，从这些叶子中提取实验室样本，放入温度为−40°C的超深冰箱中进行进一步分析。为了测定枝条鲜重和干重，每个重复取样15株。GydF4y2Ba

叶新鲜干重GydF4y2Ba

用Sartorius A120S (Sartorius AG, Göttingen, Germany)秤重每株叶片莲座，测定单株鲜重(FW)。干重(DW)是通过在65°C的烘箱中干燥样品直到获得恒定的重量来测量的。植株地上部(地上部)总干重含量以克表示。GydF4y2Ba

叶绿素和类胡萝卜素量化GydF4y2Ba

叶绿素GydF4y2Ba一个GydF4y2Ba、叶绿素GydF4y2BabGydF4y2Ba根据Lichtenthaler和Wellburn描述的程序测量和类胡萝卜素[GydF4y2Ba44GydF4y2Ba]，在25 cm内提取鲜叶样本0.1 gGydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba80％（GydF4y2BavGydF4y2Ba/GydF4y2BavGydF4y2Ba)丙酮，使用3毫克碳酸镁(MgCOGydF4y2Ba_3.GydF4y2Ba）作为颜料稳定剂。After 0.5 h incubation in the dark, the suspension obtained was filtered through a filter paper (POCH SA, No. 978774513, Gliwice, Poland). Absorption of the extracts was measured using a spectrophotometer (UV-VIS Helios Beta, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, USA) at 646, 663, and 470 nm to quantify the chlorophyll一个GydF4y2Ba、叶绿素GydF4y2BabGydF4y2Ba，和类胡萝卜素总含量，分别基于Lichtenthaler和Wellburn的公式[GydF4y2Ba44GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

抗氧化酶的提取和测定GydF4y2Ba

过氧化物酶（POX，EC 1.11.1.7）的活性表达为增加吸光度GydF4y2BapGydF4y2Ba-植物组织酶氧化苯二胺合成吩嗪[GydF4y2Ba45GydF4y2Ba]．2克植物样本在冰浴(4°C)中研磨10厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba溶液中含有0.05 M磷酸钾缓冲液(pH 7.0)。2分钟后，再加5厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba添加缓冲液。将混合物在4℃下以3492g离心15分钟，用上清液用于酶测定。反应混合物由上清液，0.05M磷酸钾缓冲液组成，GydF4y2BapGydF4y2Ba-苯二胺和HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaOGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba解决方案。在485 nm, 60秒间隔，2分钟的UV-VIS Helios Beta分光光度计上测量吸光度。1单位(U)的酶活性表示为吸光度增加0.1，作用1 min。GydF4y2Ba

测定抗坏血酸过氧化物酶(APX, EC 1.11.1.11)的步骤首先准备4 g叶片样品的混合物，在4°C和10 cm中均质GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba50 mM磷酸钾缓冲液（pH 7.0）和1 mM-乙二胺四乙酸（EDTA）、1%可溶性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和1 mM苯甲基磺酰氟（PMSF）。混合物在13968下离心 g代表15人 4分钟 °C，上清液用于酶分析。在290℃时，测量APX活性作为吸光度下降 5纳米 闵[GydF4y2Ba46GydF4y2Ba]．检测混合物由0.5 mM抗坏血酸，0.1 mM H组成GydF4y2Ba_2GydF4y2BaOGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba，50mM磷酸钾缓冲液（pH7.0），和0.15厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba酶的提取。用抗坏血酸的摩尔消光系数(ε = 2.8 mM)定量测定酶的活性GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}厘米GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}）并表示为μgasa minGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba} g^{−1GydF4y2Ba}FW。GydF4y2Ba

谷胱甘肽和l -抗坏血酸的测定GydF4y2Ba

还原型谷胱甘肽（GSH）按照Guri描述的方法提取和测定[GydF4y2Ba47GydF4y2Ba与修改)。新鲜叶片(2.5 g)在冰浴(4°C)中均质GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba0.5mM EDTA和3％三氯乙酸（TCA）。在4℃下以6208g离心10分钟后，加入K-磷酸盐缓冲液以使pH至7.0，并将Ellman的试剂（5,5-二硫双耳-2-硝基苯甲酸，DTNB）加入上清液中。在UV-VisHeliosβ分光光度计上监测反应作为412nm的吸光度变化率，盲样样品（2.0cm的混合物GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba植株匀浆和1.0厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba0.2M K-磷酸盐缓冲液）。基于标准曲线进行计算，含量表示为μggGydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}FW。GydF4y2Ba

L-抗坏血酸含量根据Krełowska-Kułas测量[GydF4y2Ba48GydF4y2Ba[蒂曼的滴定法。新鲜的叶子（12.5g）在冰冷的50厘米中均质化GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba30分钟后用提尔曼试剂(2,6-二氯酚-吲哚酚)滴定，直到颜色变为粉红色。用滴定体积计算l -抗坏血酸浓度，以mg 100 g表示GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}FW。GydF4y2Ba

总酚类物质含量GydF4y2Ba

总酚含量根据Djeridane等人描述的Folin-Ciocalteu比色法测定[GydF4y2Ba49GydF4y2Ba]．2克新鲜植物材料与10厘米混合GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba使用80%甲醇，然后在3492℃下离心 g代表10人 样品的最小值（0.1 厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba)溶解于2 cmGydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba碳酸钠（NaGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba有限公司GydF4y2Ba_3.GydF4y2Ba），1.5ml蒸馏水和0.1厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba福林-乔卡图试剂和去离子水(1:1GydF4y2BavGydF4y2Ba/GydF4y2BavGydF4y2Ba）.最后的混合物在22°C黑暗中摇匀培养45分钟。混合物的吸光度在750 nm处用UV-VIS Helios Beta分光光度计测量。以没食子酸为标准品绘制标准曲线。结果以毫克没食子酸当量(GAE)每克FW (mg of GAE g)表示GydF4y2Ba^{−1GydF4y2Ba}FW）。GydF4y2Ba

DPPH.GydF4y2Ba^•GydF4y2Ba自由基清除活性GydF4y2Ba

样品清除DPPH自由基的能力根据Molyneux [GydF4y2Ba50GydF4y2Ba]．在517 nm的UV-VIS Helios Beta分光光度计上记录吸光度。2克半碾碎的植物材料在80%甲醇中离心(3492 g, 10分钟，4°C)。检测混合物由0.1 mL上清液和4.9 mL 0.1 mM DPPH组成GydF4y2Ba^•GydF4y2Ba用80%甲醇溶解。在涡流混合器中摇匀，20°C黑暗孵育15分钟。计算DPPH对自由基的抑制作用，公式如下:GydF4y2Ba

其中AA是抗氧化活性，AGydF4y2Ba_0GydF4y2Ba是控制液的吸光度，和甲GydF4y2Ba_1GydF4y2Ba是测试溶液的吸光度。GydF4y2Ba

Ag、Au、Pt含量GydF4y2Ba

确定元素的程序由Pasławski和Migaszewski描述[GydF4y2Ba51GydF4y2Bakalisz等人。［GydF4y2Ba52GydF4y2Ba]．简而言之，将随机选择的莴苣叶片切碎并在70℃下在干燥器中干燥。使用Pulverisette 14球磨机（Fritcech GmbH，Idar-Oberstein，德国米; 0.5毫米筛），将干燥的样品研磨。之后，将3g样品置于TFM容器中，体积为100厘米GydF4y2Ba^3.GydF4y2Ba和mineralized in 10 cm^3.GydF4y2Ba65%超纯HNOGydF4y2Ba_3.GydF4y2Ba（默克没有。100443.2500）在火星5随心（CEM公司，马修斯，NC，USA）微波消解系统。After cooling, the samples were transferred to 25 cm^3.GydF4y2Ba装有再蒸馏水的烧瓶。使用ICP-MS/MS三重四重光谱仪iCAP TQ ICP-MS（德国不来梅赛默费希尔科学公司）分析元素Ag、Au和Pt的总含量。使用以下元素同位素测量模式进行测定：S-SQ-KEDGydF4y2Ba^197GydF4y2Ba盟,GydF4y2Ba^109GydF4y2BaAg),GydF4y2Ba^195GydF4y2BaPt。GydF4y2Ba

数据分析GydF4y2Ba

结果以平均值表示(GydF4y2BanGydF4y2Ba = 3) ± 标准差（SD）。使用Statistica 13.3软件包（美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市TIBCO软件公司）进行统计分析。使用单向方差分析和Fisher's LSD事后检验分析特定纳米金属和未处理对照之间的差异。A.GydF4y2BapGydF4y2Ba- 较少或等于0.05被认为是统计学意义的。对NPS和抗氧化剂进行了主成分分析（PCA）。在分析过程之前标准化抗氧化酶和非酶促抗氧化化合物含量的活性的数据。使用统计部13.3进行PCA分析，并使用前两个组分（PC1和PC2）进行总体。GydF4y2Ba

文章中包含了大多数支持结果的数据。本研究中使用和/或分析的数据集可根据合理要求从相应作者处获得。GydF4y2Ba

Ag-NPs:GydF4y2Ba

银纳米粒子GydF4y2Ba

APX：GydF4y2Ba

抗坏血酸盐过氧化物酶GydF4y2Ba

AsA:GydF4y2Ba

抗坏血酸盐GydF4y2Ba

AsA-GSH:GydF4y2Ba

抗坏血酸谷胱甘肽循环GydF4y2Ba

非盟核动力源：GydF4y2Ba

金纳米粒子GydF4y2Ba

DPPH:GydF4y2Ba

激进清除活动GydF4y2Ba

数据仓库：GydF4y2Ba

干重GydF4y2Ba

FW：GydF4y2Ba

鲜重GydF4y2Ba

EDTA：GydF4y2Ba

乙二胺四乙酸GydF4y2Ba

GAE:GydF4y2Ba

没食子酸当量GydF4y2Ba

GPX：GydF4y2Ba

Guaiacol过氧化物酶GydF4y2Ba

谷胱甘肽:GydF4y2Ba

减少谷胱甘肽GydF4y2Ba

M-NPs:GydF4y2Ba

金属纳米粒子GydF4y2Ba

NPS：GydF4y2Ba

纳米颗粒GydF4y2Ba

PCA：GydF4y2Ba

主成分分析GydF4y2Ba

PMSF：GydF4y2Ba

氟甲基磺酰氟乙烯GydF4y2Ba

痘:GydF4y2Ba

过氧化物酶GydF4y2Ba

Pt NPs：GydF4y2Ba

铂纳米粒子GydF4y2Ba

PVP:GydF4y2Ba

聚乙烯吡咯烷酮GydF4y2Ba

ROS：GydF4y2Ba

反应性氧气GydF4y2Ba

柠檬酸:GydF4y2Ba

三氯乙酸GydF4y2Ba

我们感谢波兰克拉科夫农业大学的Monika Komorowska和Joanna Gil在实验室分析方面提供的帮助GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

这项工作得到了波兰共和国科学和高等教育部的财政支持。作者声明，资助机构在研究的设计、数据的收集、分析和解释以及手稿的撰写中没有作用。GydF4y2Ba

隶属关系GydF4y2Ba

1. 波兰克拉科夫农业大学园艺系，29 Listopada 54, 31-425, KrakówGydF4y2Ba

   Rita Jurkow，AgnieszkaSūkara＆Andrzej KaliszGydF4y2Ba

2. 曼德尔大学蔬菜科学系，孟德尔大学在布尔诺，Valtická337,69144 Lednice，Brno，捷克共和国GydF4y2Ba

   罗伯特PokludaGydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

RJ和AK进行实验并撰写手稿;AS和RP对手稿进行了严格的评估。所有作者都批准了手稿的最终版本。GydF4y2Ba

通讯作者GydF4y2Ba

对应到GydF4y2Ba丽塔·尤尔科夫GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

这个实验不涉及人体实验和动物实验。GydF4y2Ba

同意出版GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

相互竞争的利益GydF4y2Ba

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。GydF4y2Ba

出版商的注意事项GydF4y2Ba

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。GydF4y2Ba

开放存取GydF4y2Ba本文是基于知识共享署名4.0国际许可,允许使用、共享、适应、分布和繁殖在任何媒介或格式,只要你给予适当的信贷原始作者(年代)和来源,提供一个链接到创作共用许可证,并指出如果变化。本文中的图像或其他第三方材料都包含在本文的知识共享许可中，除非在该材料的信用额度中另有说明。如果资料不包括在文章的知识共享许可协议中，并且你的预期用途没有被法律规定允许或超过允许用途，你将需要直接从版权所有者获得许可。如欲查阅本许可证副本，请浏览GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/GydF4y2Ba.知识共享公共领域奉献豁免(GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/GydF4y2Ba)适用于本文提供的数据，除非在数据的信贷额度中另有说明。GydF4y2Ba

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