二氧化钛（TiO?）纳米粒子不同施用方法在缓解甜菜（Beta vulgaris L.）水分亏缺胁迫方面的差异效果

《BMC Plant Biology》：Differential efficacy of TiO? nanoparticle application methods in mitigating water deficit stress in sugar beet (Beta vulgaris L.)

　　

摘要

这项为期两年的田间研究（2022–2024年）评估了不同应用方法对二氧化钛纳米颗粒（TiO?-NPs）在缓解甜菜（Beta vulgaris L. cv. Dena）水分亏缺胁迫方面的效果。研究采用了随机完全区组设计，并设置了三个重复实验。主区包括两种灌溉方案：正常灌溉（蒸发量60毫米）和缺水灌溉（蒸发量120毫米）。子区包含四种TiO?-NPs处理方式：对照组、种子处理、土壤施用和叶面喷施。研究评估了生理、生化和产量参数。水分亏缺胁迫显著降低了叶绿素含量、相对含水量（RWC）、气孔导度、生长素（IAA）、细胞分裂素（CK）、根产量（RY）和糖产量（SY），同时增加了脯氨酸、脱落酸（ABA）、类胡萝卜素、抗氧化酶活性（CAT、SOD、APX）和丙二醛（MDA）的含量。在各种TiO?-NPs处理方式中，与种子处理和土壤施用相比，叶面喷施使叶绿素a含量分别增加了14.59%和13.89%，相对含水量增加了2.89%和11.30%，糖产量分别增加了26.33%和32.89%。在缺水条件下，叶面喷施TiO?-NPs使相对含水量增加了5.23%和16.44%，气孔导度增加了3.80%和14.03%，生长素增加了8.26%和31.27%，细胞分裂素增加了6.17%和35.81%，CAT活性增加了4.42%和14.89%，SOD活性增加了24.20%和20.92%，APX活性增加了9.45%和48.64%，根产量分别增加了23.59%和22.21%，同时MDA含量分别降低了17.24%和8.68%。综合生物标志物响应（IBRv2）最低的是叶面喷施TiO?-NPs处理。叶面喷施对糖产量的影响（I值）为-0.14，是所有处理方式中最小的负值，而对照组的影响为-2.46。对于MDA而言，缺水条件下的显著增加（对照组I = 2.20）在叶面喷施（I = -0.05）、种子处理（I = 0.76）和土壤施用（I = 1.65）下显著降低。研究结论认为，叶面喷施TiO?-NPs是提高甜菜耐旱性的最佳策略。