在气候变化的情况下，种植具有气候适应性的作物对维护粮食安全至关重要。南京大学赵丽娟提出使用可产生活性氧（ROS）的纳米颗粒作为纳米生物刺激剂，以触发应激/免疫反应，从而提高植物的应激复原能力。

本文要点

（1）研究建立了三种基于银纳米粒子（AgNPs）的“应激训练”方案：种子训练（ST）、叶片训练（LT）和种子与叶片联合训练（SLT）。然后将经过训练的水稻幼苗暴露于稻瘟病菌（稻瘟病菌）或低温胁迫（10°C）中。

（2）结果表明，所有“应激训练”方案，特别是SLT，都显著增强了水稻对真菌病原体的抵抗力（与未经训练的对照相比，病害大小减少了82%）。SLT还显著提高了水稻对冷胁迫的耐受性。

（3）用代谢组学和转录组学研究了恢复力增强的机制，结果表明，“应激训练”诱导了水稻叶片相当大的代谢和转录重编程。AgNPs通过应激相关激酶、激素和转录因子（TF）的氧化翻译后修饰来增强ROS激活的应激信号通路。这些信号通路随后调节防御基因的表达，包括专门代谢产物（SM）生物合成基因、细胞膜脂质代谢基因和病原体-植物相互作用基因。更重要的是，研究结果表明，“应激记忆”可以转基因转移，使后代种子具有更好的种子发芽率和幼苗活力。这可能提供一种表观遗传学育种策略来增强作物的抗逆性。

Si Chen, et al. Engineering Climate-Resilient Rice Using a Nanobiostimulant-Based “Stress Training” Strategy. ACS Nano. 2023

DOI：10.1021/acsnano.3c02215

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c02215