碳纳米溶胶对烟草K+通道基因表达及根系K+流速的影响

郭亚迪，孟祥宇，戴华鑫，陈千思，翟振，王爱国，梁太波*，尹启生

1.中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州高新技术产业开发区枫杨街2号450001

2.河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，郑州经济技术开发区第三大街9号450016

碳纳米材料（Nano-materials，NMs）可促进植物的生长发育，被广泛应用于农业和生命科学领域［1］，针对碳纳米材料促进植物生长发育的生理基础和分子机制已有研究［2］。碳纳米溶胶（Carbon-nano sol，NC）属于碳纳米材料的一种，利用脉冲式电极法电解石墨制备而成，具有生物相容性好［3］、易制备和成本低等［4］优点。研究表明，碳纳米材料能促进作物种子的萌发［5-6］、根系的伸长［7-8］和营养元素的积累［9］，调节植物的生长发育。碳纳米溶胶在提高作物肥料利用率、增强根系活力以及提升作物品质方面展现出巨大潜力［10-12］。钾是植物生长所必需的大量营养元素之一，在植物生长发育进程中起着重要作用。钾可以维持细胞的膨压，调节细胞渗透势及多种酶的活性［13-14］，还可以促进同化产物的输出，促进蛋白质、脂肪的合成，增强植物抗逆性［15］。钾还被称为烟草体内的“品质元素”，与烟叶的燃烧性和吸食品质密切相关，在提高烟叶内在品质方面起着重要作用［16-17］。研究发现，碳纳米溶胶能调控K+通道相关基因的表达，促进根系对钾素的吸收，提高烟叶钾素的积累量［18］，但目前有关碳纳米溶胶促进K+吸收、转运和积累的生理机制尚不清楚。

非损伤微测技术（Non-invasive Micro-test Technology，NMT）是研究和测定离子或分子流的一种先进科研手段，具有非损伤、时空分辨率高等优点，已被广泛应用于医药学、农业科学等领域［19］，但其在烟草根系对K+的吸收以及K+在烟草根系的流速、流向等研究中的应用鲜见报道。……