硫量子点在提高植物抗逆胁迫中的应用

本发明属于纳米材料，具体涉及硫量子点在提高植物抗逆胁迫中的应用。

背景技术：

1、番茄(solanum lycopersicum)是茄科茄属的一年生或多年生草本植物，在农业蔬菜生产中，番茄因其广泛的适应性、高产量以及人们对其风味和多样化用途的喜爱而占据着举足轻重的地位。它是全球最重要的蔬菜作物之一，既适合在露天也适合在温室条件下种植。番茄的多样性使得它能够适应不同的气候和土壤条件，从而在世界各地被广泛种植。番茄的营养价值丰富，含有大量的维生素c、钾、叶酸和抗氧化物质，对人体健康具有多方面的益处。

2、随着全球人口增长的同时，全球气候变化也在加剧，给农业生产带来了前所未有的挑战。气候变化导致的极端天气事件，如干旱、洪水、暴风雨和高温，对农作物的生长周期造成了严重影响。除了气候因素，农作物还面临来自各种生物和非生物的压力。生物压力主要指的是病虫害的侵袭，它们可以迅速传播，并在短时间内造成严重的产量损失。

3、近年来，纳米材料在农业应用方面的发展引起了人们巨大的研究兴趣，特别是在纳米农药和纳米肥料的应用。纳米材料在农业方面的增强作物在逆境或边缘条件下生存和茁壮成长的内在能力，是在气候变化中减少农业投入和维持作物生产的关键途径。植物在逆境中，活性氧(ros)的过度积累导致核酸和蛋白质等重要生物分子的损伤，从而产生植物毒性和生长抑制。因此，调节活性氧稳态是提高植物抗逆性的潜在途径。纳米生物技术方法对具有增强抗逆性的工程作物进行改造，可能是提高作物产量的一种安全、可持续的策略。在胁迫条件下，细胞氧化还原稳态被扰乱，导致ros过度积累，破坏生物分子(脂质、蛋白质和dna)，抑制作物生长和产量。向植物输送活性氧清除纳米材料已被证明可以减轻非生物胁迫。

4、因此，亟需探究新型、有效及安全的可提高植物抗逆性的材料。基于此，本发明提出一种新的、可有效提高植物抗逆胁迫的材料——经过表面修饰的硫量子点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供硫量子点的新用途，在提高植物抗逆胁迫中的应用，可以有效提高植物抗逆胁迫，为新型提高植物抗逆胁迫的纳米材料研发提供新的研发思路。

2、为了实现上述目的，所采用的技术方案为：

3、硫量子点在提高植物抗逆胁迫中的应用。

4、进一步的，所述的硫量子点的合成方法为：

5、(1)将升华硫与乙二胺混合均匀后，进行水热反应；

6、(2)反应结束后，冷却至室温，去除未反应的乙二胺，再采用无水乙醇进行洗涤离心，冷冻干燥，得深褐色的硫量子点。

7、再进一步的，所述的步骤(1)中，升华硫与乙二胺的质量体积比为1g:9-11ml；

8、热反应的温度为170-190℃，时间为4.5-5.5h；

9、所述的步骤(2)中，离心洗涤的转速为1800-2200rpm，时间为15-25min。

10、再进一步的，所述的步骤(1)中，升华硫与乙二胺的质量体积比为1g:10ml；

11、热反应的温度为180℃，时间为5h；

12、所述的步骤(2)中，离心洗涤的转速为20000rpm，时间为20min。

13、再进一步的，所述的硫量子点在诱导植物体内活性氧爆发、刺激植物防御系统的启动中的应用。

14、再进一步的，所述的硫量子点作为植物体内ros清除剂，提高植物抗逆胁迫。

15、再进一步的，所述的硫量子点作为植物纳米肥料，提高植物抗逆胁迫。

16、再进一步的，所述的植物纳米肥料为叶面肥。

17、进一步的，所述的植物为双子叶植物。

18、再进一步的，所述的植物为番茄。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、本发明的技术方案中，经过表面修饰的硫量子点，可以提高作物的抗逆性，并促进植物的生长。通过体外试验表明，硫量子点能够清除体外超氧阴离子和羟基自由基，提高逆境胁迫下植物的生物量和长势，有效维持胁迫下植物ros稳态和细胞内膜系统的完整度。并且硫量子点在植物体内富集，能够缓慢而稳定的为植物提供硫营养。

技术特征：

1.硫量子点在提高植物抗逆胁迫中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的硫量子点的合成方法为：

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的硫量子点在进入植物体内前期诱导植物体内活性氧爆发、刺激植物防御系统的启动中的应用。

6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的硫量子点进入植物体后期作为植物体内ros清除剂，提高植物抗逆胁迫。

7.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的硫量子点作为植物纳米肥料，促进植物生长发育。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的植物纳米肥料为叶面肥。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，

技术总结本发明为硫量子点在提高植物抗逆胁迫中的应用。本发明首先发现硫量子点可以提高植物抗逆胁迫，研究发现，硫量子点能够清除体外超氧阴离子和羟基自由基，提高逆境胁迫下植物的生物量和长势，有效维持胁迫下植物体内ROS稳态，对细胞氧化应激损伤起到保护作用，提高植物在环境中的生存能力。本发明所述的硫量子点在提高植物抗逆胁迫中的应用，为新型提高植物抗逆胁迫的纳米材料研发提供新的研发思路。技术研发人员：贾鑫,周林祥,王荣杰,邢志强,牛春花,闫鑫宇受保护的技术使用者：石河子大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13