石墨烯/金属纳米复合材料对迷迭香酸生物合成途径关键基因的影响及其在体内积累梅丽莎officinalis

背景

最近，石墨烯和银纳米粒子在农业和医学领域的研究做了大量的研究．本研究以一种低成本、环境安全的新方法，研究了两种浓度(0、40、60 mM)纳米粒子的绿色合成及其对迷迭香酸分子和生化合成途径的影响。采用实时定量聚合酶链反应研究迷迭香酸生物合成途径关键基因(酪氨酸转氨酶、迷迭香酸合成酶和苯丙氨酸解氨酶)的转录水平。采用高效液相色谱法测定迷迭香酸的含量。

结果

结果表明，在处理过的植物中观察到浓度依赖性方式。在生化水平，与对照植物相比，在40mm浓度下，纳米复合材料的纳米复合材料显示出更高可溶的碳水化合物（37％），总苯酚（21％），总苯酚（35％）以及总蛋白（47％）。HPLC结果表明，低浓度纳米复合材料（40mm）的经处理植物中的罗霉素含量比用高浓度的纳米复合材料（60mM）（60mM）（26％）处理的植物更受影响，也与其他处理相比。在分子水平下，结果表明，酪氨酸氨基转移酶和罗哌啶酸合酶基因表达与银纳米颗粒浓度和纳米复合物处理呈正相关，但苯丙氨酸 - 氨酶基因表达仅在40mM浓度下用纳米复合材料呈正相关。

结论

可以得出结论，低浓度纳米复合材料更有可能诱发分子和生化参数。此外，在迷迭香酸生物合成途径中，酪氨酸转氨酶衍生途径比苯基丙氨酸-氨解酶衍生途径通过引起纳米激发子更有效。因此，在低浓度条件下研究激发子，可以获得较高的生产能力。

迷迭香酸(RA)是咖啡酸和3,4 -二羟基苯基乳酸的酯。它是一种活性酚类化合物，发现于柠檬香脂属唇形科(Melissa officinalisl .)。RA表现出多种生物活性，包括抗菌、抗炎、抗病毒、抗过敏、抗血管生成和抗氧化活性[1］．由于某些原因，RA的生物合成途径已被广泛研究:1)由于其在医药和食品中的应用;2)其对微生物的保护作用。阐明类风湿关节炎的生物合成所面临的挑战，涉及两个平行的必须协调的生物合成途径，是类风湿关节炎一般研究的另一个原因。一份关于RA生物合成途径的初步报告显示了两种芳香族氨基酸的结合，l -酪氨酸(一种酪氨酸衍生途径)和l -苯丙氨酸(一种苯丙氨酸途径)[2］．以苯丙氨酸为原料，通过苯丙氨酸-氨解酶(PAL)催化三步反应合成香豆蔻酰辅酶A。第二种途径始于酪氨酸，它导致4-羟基苯基乳酸盐(4HPL)的产生。这个分支中的第一个酶是酪氨酸转氨酶(TAT)。3, 4-二羟基苯乙酸(DHPL)和咖啡因-辅酶a通过迷迭香酸合成酶(RAS)连接在一起，催化反式杀菌反应[3.］．Kim等人的研究[4.结果表明，茉莉酸甲酯(MJ)处理后，对番茄幼苗的生长发育有显著影响Agastache玫瑰细胞培养可迅速提高RA生物合成途径中PAL酶活性，但降低TAT酶活性。另一方面，Yan等人[5.]报道，Elicitors在毛茸茸的根部增加了ra生物合成丹参，这与酪氨酸衍生途径有关。

几乎所有的纳米技术涵盖当前科学的领域，如物理，生物，化学等众多领域[6.］．纳米技术可以提高植物吸收农产品营养的能力。近年来，研究人员已经在农业中使用纳米颗粒来提高作物质量、植物生长和疾病控制。自然界的纳米颗粒之一是石墨烯(G)，它由一层厚厚的碳原子组成，并被压缩成一个矩阵[7.］．石墨烯具有二维碳结构，具有令人印象深刻的机械、化学和热性能，为未来的系统创造了不同的机会[8.］．近年来，银纳米材料因其优异的化学性能和改进的新技术而受到人们的关注。银纳米材料(AgNP)研究的新应用包括诊断成像、催化、治疗、食品工业、环境保护、抗菌和细胞遗传学特性、基于蛋白质的生物传感器，最后是有效的药物传递载体[9.那10那11］．纳米粒子/石墨烯等复合材料具有化学、热、机械和电子等多种性能[12］．Miralles等。[13解释了环境操纵纳米颗粒的机制，支持了环境修复项目中石墨烯释放途径的理解，即农业输送系统和意外释放。通过在纳米尺度上控制材料的化学成分、尺寸和形状，纳米材料的性质可以改变。目前，纳米材料具有功能基团，如与植物产品的偶联，可以进行修饰，以引入未来广泛的生物技术应用[14］．为了避免石墨烯以更好的特定分布积累，金属被放置在石墨烯层中。金属纳米颗粒可以集成到石墨烯薄片中，以防止石墨烯干燥堆积。为了接近石墨烯薄片的两个表面，金属纳米粒子增加石墨烯薄片之间的距离作为间隔物[15］．纳米颗粒/石墨烯复合材料具有生物和农业应用[16］．

植物提取物是用于合成金属纳米颗粒如银纳米颗粒的潜在还原剂的潜在来源[17］．最近，研究人员记录了一种简单且环保的系统，利用植物提取物合成石墨烯[18］．在研究的植物中，m . officinalis以稳定分散的石墨烯为合成材料。纳米材料等激发子可以积极地影响药用植物物种次生代谢物的合成[19那20.那21］．纳米颗粒处理后，植物生长发生了一些变化。纳米材料可以增强分子和细胞结构的变化。纳米粒子的化学成分在其毒性和由粒子的大小、表面和形状引起的压力中起着至关重要的作用[8.］．此外，毒性纳米粒子通过改变细胞膜的形状和改变纳米粒子的渗透性来增加活性氧的产生。纳米材料引起的应力导致次生代谢物的产生[22］．

到目前为止，只有少数类型的研究进行了纳米复合材料的植物，以评价植物生产。因此，研究了生物合成银纳米颗粒、石墨烯、AgNP/石墨烯纳米复合材料对迷迭香酸生物合成途径相关基因的影响，以及迷迭香酸在植物体内的化学变化M.officianalis。

材料和治疗

植物生长条件

该研究在Sana高等教育学院采用随机因子设计进行。幼苗的m . officinalis购（种子和植物改良研究所，卡拉季，伊朗），并种植在土壤中。3个叶植物（三周后）的外观后，治疗与叶面喷施（2次3周）完成。治疗包括1：银纳米颗粒（600毫升）（用硝酸银，并根据下列方法乙醇提取合成）的绿色合成（以不同浓度的0，40％，60毫摩尔），2：石墨烯，和3：AgNP /石墨烯的纳米复合材料．Greenhouse conditions for plant growth were 16 h of light (PPFD in µmol m-2 s-1 or W m-2 light), and 8 h of darkness, relative humidity of 60%, and an average temperature of 5 ± 25 °C. This experiment was performed with three replications in each treatment (three biological repeats and three technical repeats). Plant treatment was repeated three times every week. After two weeks, the plant was gathered for molecular and biochemical analysis.

准备的提取

提取m . officinalis叶，进行乙醇提取方法。的溶剂是乙醇和水和乙醇的（以1：1的比例）的混合物中。m . officinalis植物叶片（5克）加入到乙醇溶剂中（25毫升）中，捣成15分钟。捣碎用额外的溶剂（80毫升）中再混合。在黑暗中与750的转速的三小时的旋转速度进行提取过程中，用机械搅拌器。萃取液通过Whatman滤纸否1.将提取液在4储存在黑暗管过滤两次℃[23］．

金属纳米颗粒(AgNP)悬浮液的制备

一般情况下，植物提取物(10 mL)加到1mmol L^-1水AgNO_3.AG的溶液（90毫升）⁺减少。在60℃搅拌溶液2小时^∘C.将合成的纳米颗粒在15 000 rpm离心20分钟进行纯化(两次)，然后在去离子水中进行颗粒再分散。提纯的纳米颗粒粉末用于进一步的分析。

石墨烯的合成

对于石墨烯的合成，将植物提取物(50 g/L)在膨胀石墨(Samjung C & g，韩国，1-10 g/L)的低功率超声下保持24 h，控制温度低于30^0.C与超声浴中连续流动的水(JACUltrasonic4020P)。超声处理后，将分散剂留过夜，以分离大的不稳定石墨集料。在0.3 mg/mL的浓度下，通过胆酸钠表面活性剂稳定在水中，以维持石墨烯的分散性。加入去离子水(46 mL)， 95℃蒸发40 min。石墨烯溶液1500 rpm离心90 min，得到稳定的分散石墨烯溶液。为了去除硫酸盐离子，最后的溶液用蒸馏水洗涤。然后溶液在50°C的风箱中干燥2 d。最后的粉末用于下一步的分析。

纳米复合悬浮液的制备

通过还原石墨烯和银离子，制备了银/石墨烯纳米复合材料。首先将膨胀石墨(1 g)加入AgNP溶液(100 mL)中，与去离子水(50 mL)混合。将反应混合物在超声波浴(JAC超声4020P)中60度超声1天^∘C.然后通过磁力搅拌逐渐加入水合肼(10 mL)。通过控制浴槽内的水量并盖上盖子来保持超声温度。提高混合温度，保持在95℃1 h，最后用去离子水和乙醇洗涤几次。离心后，在50℃的风箱中干燥48 h。

纳米复合材料的表征

用紫外-可见分光光度计(UV-1601，岛津，日本)测定了纳米复合材料的紫外-可见光谱。纳米复合材料溶液冻结后，利用场发射扫描电镜(Carl Zeiss, LEO-1530)研究其组成和结构。用x射线衍射分析了AgNP和石墨烯(Bruker AXS, D8 Discover with gadd)。利用纳米拉曼光谱(NT-MDT, NTEGRA)对石墨烯薄片的结构特征(单层或多层性质)进行了讨论。

生化试验

总碳水化合物测定

碳水化合物总含量测定采用蒽酮改良法[24］．植物乙醇提取物在70℃真空蒸发。将氯仿与植物提取物混合，离心5 min，去除叶绿素₂0.₂(30 ml)和H₂所以_4.(76毫升)_．提取液(1 ml)与准备好的enthrone溶液在90°C下孵育10分钟。最终溶液在630 nm处读取吸光度。

总蛋白测定

总蛋白质含量采用Bradford法测定[25］．标准溶液为牛血清白蛋白(BSA)，用分光光度计在550 nm处读取总蛋白含量的吸光度。

总酚和黄酮含量的测定。

采用福林法测定总酚含量，氯化铝法测定黄酮类化合物含量。总酚根据每克DE的没食子酸当量(GAE)的mg含量进行分析。黄酮含量根据每克DE的槲皮素当量(QE)的mg含量进行分析。方法的详细内容以前曾有报道[26］．

提取和高效液相色谱法测定RA含量

将植物(0.1 g)干燥后，用甲醇- h提取₂O (7:3) (10 ml)超声30分钟。70%甲醇的离心溶液达到体积，然后通过注射器过滤器过滤(Liu et al. 2013)。过滤后的溶液(10 μl)进HPLC仪分析。采用高效液相色谱法测定植物提取物中RA的含量，C18色谱柱，尺寸250 × 4.6 mm，颗粒5 μm。在分离段，以乙腈与乙酸的比例(2.5% v/v)进行线性梯度洗脱。HPLC检测器采用光电二极管阵列。通过曲线中保留时间测定RA含量，标准化合物[27那28］．

由总RNA，cDNA合成和实时分析的提取基因表达水平的测量

CDNA被用作PCR实时分析的模板。引物由PRINER 3在线软件和oligo5分析仪软件设计（表1）.PCR使用Sybr®Green使用Taq DNA酶聚合酶（Thermo Scientific）根据制造商的建议，通过Bio-RAD实时PCR机器进行。使用作为管家基因的肌动蛋白用于标准化。用于数据分析，比较基因表达方法（2-^ΔΔcT)被使用[29那30.］．

统计分析

数据按析因、完全随机设计(CRD)组织。数据分析采用单因素方差分析，显著差异为5% (P. ≤ 0.05) in the SAS software (version 9.1.3, SAS Institute, Cary, NC).. Means differences among data were performed by least significant difference (LSD) methods and the graphs were drawn in Microsoft Office Excel 2010.

合成的AgNP /石墨烯纳米复合材料的SEM图像M.officianalis树叶

通过扫描电子显微镜(SEM)对合成银纳米粒子的尺寸和形状进行了表征。

结果表明，AgNP呈球形，平均直径约为50-80 nm。1a).吸收范围m . officianalis从300 ~ 700 nm的不同波长的提取物在480 nm的紫外-可见光谱有一个峰(图)。1b). x射线衍射分析显示，在38.1°处有明显的衍射峰，指示了立方面心银纳米颗粒的面(225)。x射线衍射(XRD)数据表明，该方法成功地制备了AgNPm . officianalis植物提取物(无花果。1c).利用拉曼光谱检测石墨烯的晶体结构(图。1d).对于植物提取样品，约1353和1594 cm−1的两个峰被分配到d和g波段。D波段和g波段与sp的振动有关^3.和SP²无序石墨烯纳米片的碳原子。人们认识到，G和2D峰带显示单层石墨烯薄片，

生化分析结果

黄酮类化合物分析结果表明，在40和60 mM浓度下(46 mg槲皮素)，植物的黄酮类化合物含量变化幅度最大。干重)。黄酮含量在对照植株中最低，为36 mg /克干重。黄酮类化合物分析结果显示，40和60 mM浓度AgNP处理的植株之间没有差异(图2)。2）.

根据结果,苯酚的含量最高(13毫克没食子酸/ g干重)纳米复合材料中可观察到治疗植物40毫米的浓度。在控制植物样本和石墨烯的浓度对植物在40 - 60毫米,苯酚含量最低的是观察到的没食子酸(9.45毫克/克干重)。在40 mM银纳米颗粒和60 mM纳米复合材料处理的植物中没有观察到显著差异(图2)。3.）.

在40 mM浓度的AgNP/石墨烯纳米复合材料和AgNP处理下，植物的可溶性碳水化合物含量最高(368 mg /g干重)，对照样品的可溶性碳水化合物含量最低(230 mg /g干重)。在40和60 mM浓度下，银纳米颗粒和石墨烯处理之间的可溶性碳水化合物含量没有观察到显著差异(图4)。4.）.

40 mM纳米复合材料处理植株总蛋白含量最高，为0.37 mg/g干重。P.lants treated with silver nanoparticles at concentrations of 40 and 60 mM showed almost the same content of total protein (0.28 mg/g dry weight). Plants treated at both 40 and 60 mM concentrations of graphene, and control samples showed lower total protein content (0.29 mg / g dry weight). There was no significant difference in total protein content between AgNP treated plant at concentrations of 40 and 60 mM and the nanocomposites treated plant at a concentration of 60 mM (Fig.5.）.

高效液相色谱分析m . officinalis根据有效标准，提取物中有一个主峰，即迷迭香酸。RA保留时间为7.5±0.4 min。6.）.

比较不同浓度AgNP、石墨烯和AgNP /石墨烯纳米复合材料处理的植物中RA含量m . officinalis如图所示。6.．纳米复合材料处理植物中RA含量最高的浓度为40 mM (26mg/g DW)，其中对照样品和40 mM石墨烯处理工厂RA含量最低(7±4 mg/g DW)。结果表明，40 mM浓度的纳米激发子产生的迷迭香酸含量较高。60 mM石墨烯处理过的植物与对照样品的迷迭香酸含量没有显著差异(图2)。7.）.

基因表达的结果

通过实时荧光定量PCR分析，研究了外源性纳米颗粒对TAT、RAS和PAL基因表达的诱导作用(图2)。8.）.在基因表达分析中，与对照样品相比，在纳米复合材料和浓度为40和60 mM的AgNP处理下，TAT表达显著增加。在经过AgNP处理的植物和浓度为40 mM的纳米复合材料处理的植物中，TAT基因的表达量最高。石墨烯处理的植物与对照样品之间没有显著差异。对于RAS基因，外源AgNP和浓度为40 mM的纳米复合材料均能诱导RAS基因的表达，其中在40 mg/l纳米复合材料处理的植物中表达量最高，与对照植物样品相比。只有在40 mg/l纳米复合材料和AgNP处理下，PAL基因表达量显著增加(74.17)。与对照样品相比，石墨烯浓度处理的植物与60 mM AgNP处理的植物以及纳米复合材料处理的植物之间没有差异。

几种类型的研究已经进行了操纵RA生产，以增加羟基化的酚类化合物。在一些研究中，已经研究了水杨酸、茉莉酸甲酯、酵母激发子、脱落酸、壳聚糖、银离子等不同激发子对酚类化合物的作用机理，特别是对类风湿性关节炎的产生[31］．虽然已有许多研究对植物的响应激发子进行了研究，但AgNP/石墨烯纳米复合处理下迷迭香酸产量增加的机制尚未研究。

许多研究人员已经观察到AgNP对植物的矛盾效应。植物细胞对纳米粒子的反应引起基因表达及相关生物学途径的改变，最终导致植物生长发育[32那33］．

最近，使用植物提取物生产金属/石墨烯纳米复合材料的方法简单且环保[17那18］．Jing等[34]报道了石墨烯/金和石墨烯/银纳米复合材料苍耳叶片毒性小，生物相容性好，具有较好的生物应用价值。本研究研究了AgNP、石墨烯和AgNP /石墨烯纳米复合材料(浓度为40和60 mM)的绿色合成对植物体内生化、植物化学和一些参与RA生物合成途径的基因的影响M.officinalis工厂。总体而言，本研究的结果显示银纳米颗粒，石墨烯和银/石墨烯纳米复合材料在与RA生产相关的细胞途径上的可能影响m . officianalis植物。同时，激发子浓度在刺激生物化学和分子过程中起着重要的作用m . officinalis植物。

在本研究中，纳米粒子和纳米复合材料(浓度为40 mM)对植物的总酚含量有积极的影响m . officianalis．一些研究表明，在植物中使用纳米颗粒会增加苯酚的产量[35那36］．例如，青蒿素[37]和diozengine内容[38作为基本药物，用纳米粒子处理的植物有所增加。用钛纳米颗粒处理后的细胞外培养增加了22％的酚类化合物的浓度arthrospira platensis.和Haematococcus pluvialis分别为(36］．在一项研究中，在AgNP处理后，青蒿素浓度显著增加了39%Artemisia Annua.根。这种增加与H有关₂O.₂产生、CAT活性和脂质过氧化[37］．生长foenum-graecumL.暴露于银纳米颗粒的植物生长速率高，成岩浓度高[37］．纳米粒子处理后大麦中的异络毒素和阿魏酸增加[35那38］．Fe和Ag纳米颗粒对种子萌发和生物利用度有积极的影响39］．

对AgNP、石墨烯和纳米复合材料处理的平均比较表明，纳米复合材料处理在RA水平上比单独处理石墨烯和AgNP更有效。AgNP、石墨烯和纳米复合材料处理表现出浓度依赖行为m . officinalis工厂。以硝酸银(AgNO)为还原剂合成纳米银_3.)在治疗期间m . officinalis提取物呈黄色至浅棕色反应。在Nokandeh等人的研究中[40]，提取后观察到颜色变化甜叶菊甜叶菊甙，这表明AgNP的合成。在本研究中，观察到480nm的最大波长，由于提取物的等离子体吸收光谱，从而导致变色的刺激。[41.］．表面等离子体共振(SPR)带与纳米粒子的尺寸、形状、形态、组成和周围环境有关[42.］．扫描电镜图像显示合成的AgNP为球形，尺寸为23.7 nm。结果表明，萜类、生物碱、类黄酮等生物制剂与金属原子的相互作用决定了AgNP的大小和形态[43.］．

基于这些结果，AgNP、石墨烯和银/石墨烯纳米复合材料的使用m . officinalis导致可溶性碳水化合物、蛋白质、总酚和类黄酮的含量增加。这一结果还取决于处理浓度，这导致增加蛋白质合成和碳水化合物的诱导。由于可溶性碳水化合物的增加，AgNP促进了生长[44.］．在这项研究中m . officinalis40 mM纳米复合材料处理的植株可溶性碳水化合物含量增加。这些纳米颗粒中的每一个都激活了一个产生可溶性碳水化合物的信号通路，当它们结合在一起时，激活了更多产生可溶性糖的信号通路。纳米复合材料处理后的植物中黄酮类化合物含量增加。在胁迫处理的植物中，苯丙素途径的最终产物，如类黄酮、酚和花青素的浓度的增加对激发子的稳定作用至关重要[45.］．AgNP可以调控黄酮类化合物和花青素苷生物合成途径的关键基因A. Thaliana.[36那46.］．AgNP增加生化参数，包括碳水化合物和蛋白质含量，叶绿素，在氮芥抗氧化酶，豆类，玉米和[47.］．在本研究中，40 mM浓度的纳米复合材料处理导致总蛋白含量的诱导。此外，与其他处理相比，60 mM浓度的纳米复合材料对总蛋白质和碳水化合物等生化特性有更积极的影响。另一方面，石墨烯处理在蛋白质水平上更有效，因此;不同的纳米颗粒可以调节酶活性的不同途径。

在一项研究中，SiO₂NP提高了光合作用，提高了碳酸酐酶活性，促进了光合色素的合成。因此，纳米颗粒增加了气体交换和叶绿素荧光，导致一些植物化学物质、光合作用(PSII)、蒸腾作用、气孔吸附和电子传递速率的有效产生[48.］．植物经过纳米颗粒处理后，光合速率增加了碳水化合物和营养物质的含量，作为光合作用的最终产物[49.］．此外，纳米粒子处理植物增加了铁、钙和水的吸收，从而增加了植物的生长因子。结果表明，经过纳米颗粒处理的植物细胞参与了多种途径，最终影响植物生长和植物生产[50.那51.］．

压力可能是蛋白质产生的一个重要原因。此外，植物在应激条件下蛋白质水平的增加可能是由于在应激条件下所涉及的机制所需的能量[52.］．

由于石墨烯的高聚集性，它对植物细胞具有光毒作用。石墨烯的这种作用导致细胞死亡和浓度依赖行为。许多观察表明，石墨烯可以定期运输到植物中(在细胞之间和不同的植物器官中)，并导致强烈的细胞间相互作用，导致基因表达的基本变化，最终发挥其毒性作用[53.］．Akhavan [53.，在他的研究中，显示了石墨烯纳米血小板在人类间充质干细胞中的大小依赖的遗传毒性。

石墨烯诱导产生的大量植物化合物抑制了植物生长，降低了植物产量，这是由于纳米材料的毒性作用[54.］．石墨烯可以从根转移到植物茎，最终转移到细胞质和叶绿体[55.］．它对植物萌发，降低植物长度，根直径，根数和干重的延迟影响[56.］．影响石墨烯功能的因素很多，如纳米材料的化学和物理性质、浓度和生物效应、形状、大小、溶解度、组成和聚集。在这些因素中，表面和大小是植物毒性的基本特征。高的表面体积比增加了吸收和相互作用，导致不同细胞的生物活性[57.］．

由于光合作用对植物生长至关重要，石墨烯显著抑制叶绿素的产生，并作为植物叶片的次级表面，降低了植物的生长和产量。石墨烯的光毒性机制包括机械损伤和遮光作用，导致光在植物表面散射，从而降低光合作用速率[58.］．金属纳米颗粒的锚固到石墨烯纳米层有助于防止石墨烯片的积累和在干燥条件下的高分散体。金属纳米颗粒增加石墨烯片之间的距离，然后制备石墨烯片[59.］．

在本研究中，40、60 mM纳米复合材料的植物处理增加了苯酚和RA的产量m . officinalis．如图所示。8.， AgNP和纳米复合处理各浓度均显著上调TAT和RAS基因表达。但AgNP和纳米复合处理仅在40mm浓度下增加了PAL基因的表达。在本研究中，PAL酶活性、苯酚和类黄酮积累之间存在正相关关系。由于PAL酶通过苯丙类途径在总酚含量的生物合成中起着至关重要的作用，所以生物合成中酚含量的分子调控与PAL基因表达有关。多基因家族编码许多植物中PAL的不同亚型[60］．不同的异构体在特定的组织中表达。它们的每一次修饰都会引起PAL酶活性的变化，从而诱导苯丙素途径和终产物的产生。这项研究是由Gayoso等人完成的[61结果表明，在番茄植株根中表达的6个PAL基因中，PAL2的表达量最高，其次是PAL3、PAL4和PAL6。可见，纳米复合材料和AgNP对PAL1基因表达水平的潜在影响取决于纳米激发子的浓度;低浓度的纳米复合材料和40 mM的AgNP处理可能会诱导其他同亚型PAL基因的表达m . officinalis工厂。通过纳米激发子增加RA的产生和RA生物合成途径的主要基因(RAS和PAL1, TAT)的表达已经在植物中有少量报道。

石墨烯的药物作用之一是遗传毒性，在人类间充质干细胞、抗凋亡基因转录本、小鼠精子和石墨烯凋亡的不同研究中得到了证实[62那63那64］．

在Banchi和他们的合作者的研究中[65结果表明，石墨烯基材料对航空陆生微藻的生理、基因表达(HSP70-1基因)和生长动态(光合色素含量)均无影响胶状Trebouxia．

后RA提高生产水平m . officinalis在40、60 mM浓度的AgNP和纳米复合材料处理下，可能是由于纳米激发子对RAS和TAT基因表达水平的诱导作用。各种研究结果表明，RA生物合成途径有一个或两个分支。一些研究表明TAT活性(非PAL)与RA和酚类化合物的生物合成途径有关[66］．O.n the other hand, the others studies showed the involvement of PAL in the biosynthesis pathway [4.那61］．TAT活性被认为与类风湿性关节炎的产生有关。例如，Lu等人[67和Kim等人[4.]专注于TAT基因在ra生物合成途径中的作用白苏子和Scutellaria baicalensis.(唇形科的种)。在Li等人的一项研究中[68，发现pal衍生途径比tat衍生途径在RA积累中的重要性Dracocephalum生植物被报道。对研究;表明TAT基因表达与RA积累呈正相关，强调调控RA生物合成途径的重要性。本研究结果表明，在tat衍生途径和pal衍生途径的比较中，第一个途径是通过纳米激发子诱导RA生物合成m . Officinalis植物更可能。

在本研究中，以石墨为原料，采用温和超声法合成了石墨烯/金属纳米复合材料M. Unityanis.．合成的AgNP/石墨烯纳米复合材料处理植物后，其生化参数、RA含量以及TAT、RAS和PAL基因表达均高于单个纳米颗粒。在本研究中，观察到纳米复合材料由于两个纳米粒子的性能可能对植物化学和分子参数有更大的潜在影响。结果表明，在低浓度(40 mM)时，纳米激发子(AgNP和纳米复合)对PAL基因表达有影响，而在两种浓度下均能诱导RAS和TAT基因表达。因此，纳米激发子的应用前景十分广阔m . officialanis对苯丙素途径没有影响，这可能导致酪氨酸衍生途径产生更多的类风湿性疾病。与控制方法进行了比较，研究了控制参数m . officialanis不同浓度的石墨烯处理后的植物均低于AgNP或纳米复合材料。提示石墨烯对产物具有特异性抑制作用m . officilanis工厂。本研究介绍了在农业和制药领域合成纳米粒子的最佳浓度。

本研究期间生成或分析的AL数据包括在本发表的文章中。

AgNP:

银纳米颗粒

阿坝:

脱落酸

BSA：

牛血清白蛋白

国际宇航科学院:

Indole-3-acetic酸

旅客:

石墨烯

银(Ag):

纳米颗粒

m . officinalis：

梅丽莎officinalis

LSD：

最小显著性差异

CRD:

完全随机设计

类风湿性关节炎:

Rosmarinic酸

日航:

Jacalin-related凝集素

CRD:

完全随机设计

LSD：

最小显著性差异

朋友:

Phenylalanine-ammonia裂合酶

4HPL：

4-Hydroxyphenyllactate

DHPL:

3，4-二羟基苯基乙酸

拉:

Rosmarinic酸合酶

答:

甲基jasmonate

这项研究得到了萨纳高等教育学院的全力支持。

本文由伊朗萨纳高等教育研究所支持。

从属关系

1. 药用植物部门，萨尼高等教育研究所，伊朗萨里

   罗亚Karimi Soraki

2. 伊朗萨纳高等教育学院植物生理学系

   Mahyar Gerami

3. 乌尔米亚大学，乌尔米亚，伊朗

   Moazzameh他

贡献

MR：设计实验，RKS：进行实验，MG和MR：分析数据，MR，MG和RKS：数据的解读，以及手稿的最后修订。MR，MG和RKS：批准稿件的最终版本。

相应的作者

对应到Mahyar Gerami或Moazzameh他．

伦理批准和同意参与

作者证实，所有方法都遵守了萨纳高等教育准则和法律的方法部分。

同意出版物

不适用。

利益争夺

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。

出版商的注意

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。

开放获取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http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/．创作共用及公共领域专用豁免书(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)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。

再版和权限