王佺珍教授团队在纳米石墨烯缓解紫花苜蓿盐、碱胁迫的研究取得重要进展

近日，学院王佺珍教授团队在环境科学与生态学领域1区Top期刊《Environmental Science: Nano》（IF₂₀₂₀: 7.683）发表了题为“Graphene enhance photosynthesis, antioxidative defense system and alleviate salinity and alkalinity stresses in alfalfa ( Medicago sativa L.) by regulating the gene expression”的研究论文。博士研究生陈钊为本论文的第一作者，王佺珍教授为该论文通讯作者。

土地盐碱化是影响苜蓿生长、发育和产量的重要因素，大量研究表明纳米颗粒对植物具有积极作用，如促进种子萌发、植物生长和减缓胁迫带来的危害等。然而，施加纳米颗粒对紫花苜蓿响应非生物胁迫的分子调控机制尚不清楚。因此，该研究测定了盐、碱胁迫下，改性纳米石墨烯处理后的紫花苜蓿叶片的全长转录组。SMRT测序共产生19.4 GB的clean reads，包括265811个环形一致性序列、219162个全长非嵌合序列和12960个非冗余转录本。二代转录组结果分析表明，石墨烯处理组、石墨烯-盐处理组和石墨烯-碱处理组叶片中分别存在930、1114和880个差异表达基因，其中数百个基因参与了植物体内的激素信号转导、光合作用、呼吸和转录调控等途径。且在非生物胁迫下，石墨烯处理后的苜蓿叶片可快速引起抗氧化防御系统和光合作用等特异性差异基因的表达，从而提升苜蓿的耐受性。此外，生理变化与相关基因转录表达谱的趋势一致，说明光合作用和抗氧化防御机制在盐、碱胁迫反应中起着关键作用。这些结果提供了一个完整的基因转录特征，可促进对纳米颗粒提升苜蓿适应非生物胁迫分子机制的认识。

该研究得到National Key R&D Program of China (2017YFE0111000)和Horizon 2020 of EU-China Collaborative project (EUCLEG 727312)项目的资助。

原文链接： https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2021/EN/D1EN00257K?page="search