[发明专利]氮掺杂碳点在激发植物细胞区隔化盐分提高耐盐性中的应用

说明书

本发明公开了氮掺杂碳点在激发植物细胞区隔化盐分提高耐盐性中的应用，属于新型植物抗逆剂领域。本发明所述的应用是在植物细胞溶液中加入N‑CDs溶液，其中所述的N‑CDs在植物细胞溶液中的浓度为0.05‑0.5mg/L。本发明采用的N‑CDs对盐胁迫所造成植物细胞损伤具有显著的缓解作用；浓度为0.5mg/L的N‑CDs处理12h可使植物耐盐性增强14.5％。本发明采用的N‑CDs可作为Ksupgt;+/supgt;信号传导的启动子，使Ksupgt;+/supgt;净内流量显著增加297.8％，在6h使液泡上Nasupgt;+//supgt;Hsupgt;+/supgt;转运蛋白相关基因NHX1表达(7.8倍)，激发植物将盐分区钝化储存于细胞中，来实现提高植物细胞的耐盐性。

技术领域

本发明涉及氮掺杂碳点在激发植物细胞区隔化盐分提高耐盐性中的应用，属于新型植物抗逆剂领域。

背景技术

土地盐渍化是威胁土壤环境健康和人类粮食产量与安全的主要危害之一。为应对土壤盐碱化所造成的离子胁迫、渗透胁迫及氧化胁迫，植物自身会试图通过一系列生理生化机制调控离子稳态、渗透平衡和解毒作用，以维持植物的正常生长，但该防御能力有限。人工纳米材料(Engineered Nanomaterials，ENMs)在增强植物耐盐性方面具有较大潜力，纳米生物作为新兴的生物技术，在提高植物应对非生物胁迫耐受性的同时，可减少农业技术对环境的负面影响。

目前，关于ENMs提高植物耐盐性的研究主要集中于植物光合作用和抗氧化能力的提升，然而植物细胞对离子稳态的有效调节才是植物耐盐的首要机制。氮掺杂碳点(N-CDs)作为新型碳基环境功能材料，具有突出的生物相容性和纳米安全性，可通过提高光合作用的光转化和诱导碳水化合物生产促进植物生长。此外，N-CDs在缓解氧化应激和激活系统获得性抗性方面具有一定潜力。那么，这种ENMs能否作为调节离子稳态的激发子，其感知和刺激植物耐盐信号网络的最优浓度和最佳时期又是如何，目前尚不可知。

发明内容

[技术问题]

目前并未有文献报道如何利用纳米材料激发植物细胞区隔化盐分从而提高植物细胞的耐盐性。

[技术方案]

为了解决上述问题，本发明利用N-CDs作为调节离子稳态的激发子，激发植物细胞区隔化盐分，从而提高植物细胞的耐盐性。

本发明的第一个目的是提供氮掺杂碳点在激发植物细胞区隔化盐分提高耐盐性中的应用，所述的应用是在植物细胞溶液中加入N-CDs溶液。

在本发明的一种实施方式中，所述的N-CDs的粒径为1-3nm。

在本发明的一种实施方式中，所述的N-CDs在植物细胞溶液中的浓度为0.05-0.5mg/L。

在本发明的一种实施方式中，所述的N-CDs溶液的溶剂为水，浓度为2-10mg/L。

在本发明的一种实施方式中，所述的N-CDs是通过三聚氰胺和乙二胺四乙酸的热聚合制备；具体是将乙二胺和三聚氰胺混合在马弗炉内高温煅烧；之后将得到的溶液透析纯化，最后进行冷冻干燥获得；其中乙二胺和三聚氰胺的摩尔比为2：1；高温煅烧是650℃下煅烧6h；透析纯化是采用分子量＝500Da的透析袋进行透析纯化。

在本发明的一种实施方式中，所述的植物细胞为烟草BY-2、玉米细胞、水稻细胞中的一种。

在本发明的一种实施方式中，所述的植物细胞是处于指数生长阶段的植物细胞。

在本发明的一种实施方式中，所述的耐盐性是指植物细胞可以在氯化钠的浓度为100mM以下的环境中保持活性。

在本发明的一种实施方式中，所述的植物细胞溶液是将植物细胞置于培养基中得到，其中，植物细胞和培养基的用量比为0.8g：15-25mL；培养基为1/2MS培养基。