利用纳米巴基姆斯特富勒烯和促植物生长的根际细菌提高玉米的抗旱能力：探究色素稳定性、氧化应激减轻以及产量方面的机制

《Cereal Research Communications》：Enhancement of maize drought resilience using nano-buckminsterfullerenes and plant growth-promoting rhizobacteria: insights into pigment stability, oxidative stress reduction, and yield

本研究通过温室实验评估了植物生长促进菌（PGPR）与纳米富勒烯协同缓解玉米干旱胁迫的效应。结果表明，二者结合显著提升玉米叶绿素、叶面积指数及产量，降低氧化损伤并促进干物质转运，有效增强抗旱能力与生理代谢，为提高干旱地区玉米生产力提供新策略。

　　

摘要

干旱胁迫严重损害了作物植物的生化、生理和形态特性，导致农业产量和可持续性下降。本研究评估了促植物生长的根际细菌（PGPR）和纳米巴基姆斯特富勒烯（nano-buckminsterfullerenes）在缓解玉米干旱胁迫方面的潜力。2024年进行了一项温室实验，采用因子随机完全区组设计，重复5次。处理措施包括三种干旱胁迫水平（水分充足、中等干旱和严重干旱）、四种纳米巴基姆斯特富勒烯的叶面施用剂量（0、5、25和50 mg L?1），以及四种PGPR处理（对照组、根际细菌Rhizobium、Burkholderia和根际细菌Rhizobium + Burkholderia的组合）。严重干旱胁迫显著增加了茎叶和茎秆中的干物质再利用，其中茎秆中的储备物质对籽粒产量贡献较大。然而，在严重干旱条件下，结合使用PGPR和纳米巴基姆斯特富勒烯处理显著提高了类胡萝卜素含量（49.3%）、叶绿素a含量（31.4%）、总叶绿素含量（28.7%）、叶面积指数（40.2%）、籽粒灌浆期（19.6%）、有效籽粒灌浆期（15.8%）和籽粒产量（14.3%），相较于未处理对照组。此外，这些处理还降低了细胞死亡率、过氧化氢（H?O?）和丙二醛（MDA）的水平，同时提高了可溶性糖和蛋白质的含量。总体而言，结果表明，PGPR和纳米巴基姆斯特富勒烯通过增强植物的生理表现和籽粒灌浆特性，有效缓解了干旱胁迫并提高了玉米的产量。

图形摘要

干旱胁迫严重损害了作物植物的生化、生理和形态特性，导致农业产量和可持续性下降。本研究评估了促植物生长的根际细菌（PGPR）和纳米巴基姆斯特富勒烯（nano-buckminsterfullerenes）在缓解玉米干旱胁迫方面的潜力。2024年进行了一项温室实验，采用因子随机完全区组设计，重复5次。处理措施包括三种干旱胁迫水平（水分充足、中等干旱和严重干旱）、四种纳米巴基姆斯特富勒烯的叶面施用剂量（0、5、25和50 mg L?1），以及四种PGPR处理（对照组、根际细菌Rhizobium、Burkholderia和根际细菌Rhizobium + Burkholderia的组合）。严重干旱胁迫显著增加了茎叶和茎秆中的干物质再利用，其中茎秆中的储备物质对籽粒产量贡献较大。然而，在严重干旱条件下，结合使用PGPR和纳米巴基姆斯特富勒烯处理显著提高了类胡萝卜素含量（49.3%）、叶绿素a含量（31.4%）、总叶绿素含量（28.7%）、叶面积指数（40.2%）、籽粒灌浆期（19.6%）、有效籽粒灌浆期（15.8%）和籽粒产量（14.3%），相较于未处理对照组。此外，这些处理还降低了细胞死亡率、过氧化氢（H?O?）和丙二醛（MDA）的水平，同时提高了可溶性糖和蛋白质的含量。总体而言，结果表明，PGPR和纳米巴基姆斯特富勒烯通过增强植物的生理表现和籽粒灌浆特性，有效缓解了干旱胁迫并提高了玉米的产量。

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