纳米农药在植物中的吸收转运研究进展

农药是一类用于防治作物病虫草害、保障粮食生产与安全的化学物质。传统农药剂型载药粒子粒径粗大, 有效利用率低, 用量大, 对生态环境造成严重危害。农药纳米剂型可以提高载药系统的分散性、稳定性及生物活性, 是克服传统剂型功能缺陷、提高农药有效利用率、减少环境污染的重要科学途径。研究纳米农药粒子在植物体内的吸收与转运行为, 对于理解纳米农药与植物的互作方式, 揭示其在植物体内的吸收作用机制及生物累积效应, 以及明确其生物安全性具有重要意义。该文从纳米农药在植物体内的吸收转运影响因素、机制、分析方法及其生物安全性4个方面进行综述, 阐明了无机和有机纳米农药在植物体内的吸收转运模式及研究手段, 并展望了其应用前景, 以期为纳米农药的设计、构建及合理安全使用提供理论与技术支撑。     

植物高亲和钾离子转运蛋白HAK功能研究进展

钾(Potassium,K)是植物生长发育重要的营养元素,素有"抗逆元素"和"品质元素"之称。在低钾环境下植物主要利用高亲和的转运蛋白进行钾离子的吸收和转运,KUP/HAK/KT作为植物体内钾离子高亲和转运蛋白家族中最大,成员最多的家族,在植物高亲和转运钾离子过程中发挥关键作用。系统阐述了植物KUP/HAK/KT家族的基本情况及其分类、高亲和钾离子转运蛋白HAK的系统发育分析、HAK转运蛋白在提高植物钾吸收,影响植物生长发育,增强植物抵抗生物胁迫和非生物胁迫能力等方面的功能研究,最后展望了钾离子转运蛋白HAK后续有待解决的问题。深入了解HAK钾转运蛋白在植物体内的作用机制对于有效提高钾肥的利用效率,提升作物产量与品质,促进农业发展等方面具有重要的现实意义。     

青藤碱磷脂复合物纳米结构脂质载体的制备、表征及药动学研究

为制备青藤碱磷脂复合物纳米结构脂质载体,并进行体外和SD大鼠体内评价。实验采用溶剂挥发法制备青藤碱磷脂复合物,乳化超声法制备青藤碱磷脂复合物纳米结构脂质载体。考察其粒径分布、Zeta电位,包封率,载药量及体外释药等基本理化性质。SD大鼠分别灌胃给予青藤碱混悬液和青藤碱磷脂复合物纳米结构脂质载体,比较药动学行为及生物利用度。结果显示,青藤碱磷脂复合物纳米结构脂质载体的平均粒径为201.32±5.05 nm,Zeta电位为-22.2±1.5 mV,包封率为80.31±1.01%,载药量为4.42±0.28%,体外释药具有明显的缓释特征,体外释药模型符合Weibull释药模型,拟合方程为:LnLn(1/1-Mt/M∞)=0.576 6Lnt-1.478 1(r=0.988 8)。体内药动学研究结果表明,磷脂复合物纳米结构脂质载体改变了青藤碱的药动学行为,增强了体内吸收,延长了青藤碱在体内滞留时间,相对生物利用度提高到了1.75倍。因此,青藤碱磷脂复合物纳米结构脂质载体可显著促进青藤碱体内吸收,提高其口服生物利用度。     

砷在植物体内的吸收和代谢机制研究进展

砷污染在全世界尤其是东南亚地区已成为一个严峻的环境问题,严重威胁着农业生产、生态环境及人体健康。植物是砷流入人体最主要的途径之一。揭示植物对砷吸收、转运和储存及阐明植物调控砷超积累和迁移的分子机制,对开发植物修复技术并有效控制砷向食物链迁移意义重大。该文综述了目前植物砷吸收与代谢机制的研究进展,并对植物体内参与砷运输过程的转运蛋白进行了重点阐述。     

纳米杀虫剂及其在农业害虫防治中的应用

纳米技术在农业领域的应用受到极大关注,期望该技术可提高农药和肥料的利用率,提升应用效果。近年来,纳米技术在农业害虫防控方面取得了许多进展,为绿色农业、现代化农业、智能农业的发展奠定了基础。本文综述了纳米杀虫剂的应用优势和增效途径的研究现状。纳米杀虫剂的优势源于:纳米载体可能损伤害虫体壁造成失水或扰乱害虫的正常生理功能;功能化的纳米载体可实现靶向递药而提高药物利用率;纳米载体上功能基团的引入及其尺度效应,提高了杀虫剂在植物表面的粘附性及被植物吸收的性能;可运载核酸农药进入植物,进而调控植物或害虫的目标基因的表达。纳米杀虫剂虽表现出诸多优势,但仍有问题亟待研究:(1)植物吸收纳米杀虫剂依赖于颗粒尺度和载体种类,应根据应用场景选择适合的尺度和载体,在提高农药利用率的同时降低农药残留;(2)应结合纳米杀虫剂在自然环境中的降解、转移和富集行为及因载体差异而产生的影响,综合评价纳米杀虫剂的环境风险;(3)目前,大多数纳米杀虫剂的制备工艺过于复杂和精细而不适合工业化生产;(4)应制定纳米杀虫剂制剂的标准及环境风险评价准则,为农药登记提供依据。此外,纳米传感器在农业害虫监测中的应用也值得关注。     

纳米杀虫剂及其在农业害虫防治中的应用

纳米技术在农业领域的应用受到极大关注,期望该技术可提高农药和肥料的利用率,提升应用效果。近年来,纳米技术在农业害虫防控方面取得了许多进展,为绿色农业、现代化农业、智能农业的发展奠定了基础。本文综述了纳米杀虫剂的应用优势和增效途径的研究现状。纳米杀虫剂的优势源于：纳米载体可能损伤害虫体壁造成失水或扰乱害虫的正常生理功能;功能化的纳米载体可实现靶向递药而提高药物利用率;纳米载体上功能基团的引入及其尺度效应,提高了杀虫剂在植物表面的粘附性及被植物吸收的性能;可运载核酸农药进入植物,进而调控植物或害虫的目标基因的表达。纳米杀虫剂虽表现出诸多优势,但仍有问题亟待研究：(1)植物吸收纳米杀虫剂依赖于颗粒尺度和载体种类,应根据应用场景选择适合的尺度和载体,在提高农药利用率的同时降低农药残留;(2)应结合纳米杀虫剂在自然环境中的降解、转移和富集行为及因载体差异而产生的影响,综合评价纳米杀虫剂的环境风险;(3)目前,大多数纳米杀虫剂的制备工艺过于复杂和精细而不适合工业化生产;(4)应制定纳米杀虫剂制剂的标准及环境风险评价准则,为农药登记提供依据。此外,纳米传感器在农业害虫监测中的应用也值得关注。     

生物合成的银纳米粒子医学应用潜力

银纳米粒子具有抗菌、抗癌、抗病毒等多种生物活性。生物法合成银纳米粒子在合成过程中绿色环保,无需二次改性,具有很好的稳定性、安全性、兼容性,在生物医药方面具有显著优势。近年来,人们在银纳米粒子的生物合成方法与机制,以及生物合成的银纳米粒子用于敷料、涂层、载药等方面的技术研发方面取得了长足进展。现对这些最新研究成果进行归纳和总结,以期为后续研究提供参考。     

超声靶向微泡破坏与载药/载基因纳米粒联合应用的生物物理学机制及应用研究进展

超声靶向微泡破坏(ultrasound-targeted microbubble destruction, UTMD)能够安全、高效、简便地递送药物与基因,是当前超声医学领域的研究热点,其机制主要涉及超声辐照微泡引起的空化效应及其二级效应、内吞作用与声辐射力。近年来,随着生物医学材料科学迅猛发展,纳米载药系统取材更加广泛,制备方法愈发精良,载药量日益提高。将纳米载药系统与UTMD进行联合,可以扬长避短,为肿瘤等多种疾病的治疗带来新的思路与希望。本文旨在对UTMD与载药/载基因纳米粒联合应用的生物物理学机制及应用研究进行综述并提出展望。     

高等植物Na+吸收、转运及细胞内Na+稳态平衡研究进展

盐胁迫是影响农业生产的重要环境因素之一。本文对植物Na 吸收的机制和途径、Na 在植物体内的长距离转运以及细胞内Na 稳态平衡的研究进展进行了概述。参与植物Na 吸收与转运的蛋白和通道可能包括HKT、LCT1、AKT和NSCC等。其中,HKT是植物体内普遍存在的一类转运蛋白,能够介导Na 的吸收,其结构中的带电氨基酸残基对于其离子选择性有着非常明显的影响。LCT1是从小麦中发现的一类能够介导低亲和性阳离子吸收的蛋白,然而在典型的土壤Ca2 浓度下LCT1并不能发挥吸收Na 的功能。AKT家族的成员在高盐环境下可能也参与了Na 的吸收。目前虽然还没有克隆到编码NSCC蛋白的基因,但是NSCC作为植物吸收Na 的主要途径的观点已被广泛接受。SOS1和HKT参与了Na 在根部与植株地上部的长距离转运过程,它们在木质部和韧皮部的Na 装载和卸载中发挥重要作用,从而影响植物的抗盐性。另外,由质膜Na /H 逆向转运蛋白SOS1、蛋白激酶SOS2以及Ca2 结合蛋白SOS3组成的SOS复合体对细胞的Na 稳态具有重要的调节作用,单子叶和双子叶植物之间的这种调节机制在结构和功能上具有保守性。SOS复合体与其它位于质膜或液泡膜上的Na /H 逆向转运蛋白以及H 泵一起调节着细胞的Na 稳态。     

功能化介孔二氧化硅纳米粒子在恶性肿瘤诊疗中的应用进展

介孔二氧化硅纳米粒子（mesoporous silica nanoparticles,MSNs）作为新型纳米载体在生物医药领域具有较好的应用前景,其有别于传统无机材料的物理化学性质对于当今恶性肿瘤的诊断与治疗起着关键性作用。尤其是MSNs作为一种具有高装载量、良好的生物相容性、靶向性以及对药物释放的可控性的载药平台,可用于解决目前临床上恶性肿瘤诊疗中遇到的问题。主要探讨了MSNs探针及MSNs靶向给药系统的应用进展及发展方向,以期为恶性肿瘤诊疗提供思路与参考。     

植物硫转运蛋白研究进展

硫转运蛋白在植物对硫酸盐的吸收和转运中起着重要的作用。已经在拟南芥、大麦和小麦等植物中分离到了40多种硫转运蛋白基因。这些基因序列与其他种类生物的硫转运蛋白基因序列有着高度的保守性。利用CLUSTAL程序建立的系统进化树将植物硫转运蛋白划分为5个亚群。使用多种拓扑预测程序推测出不同植物硫转运蛋白的共同结构特点是均含有12个跨膜域。在柱花草和大麦中,硫转运蛋白基因表达调控包括植物体内硫水平的负调控和O—乙酰丝氨酸的正调控两种方式。对硫转运蛋白的组织定位和功能研究表明,高亲和硫转运蛋白主要定位于根部,在根系硫酸盐吸收中起重要作用。     

金属型纳米颗粒对植物的生态毒理效应研究进展

纳米技术的高速发展和人工纳米颗粒(NPs)的广泛应用带来的潜在环境风险已经引起国内外的广泛关注.金属型纳米颗粒(MB NPs)具有金属毒性和纳米毒性的双重效应,其生物毒性和生态风险已成为纳米毒理学的研究热点之一.植物作为生态系统中的重要组分,是NPs生物累积并进入食物链的潜在途径.本文论述了MB NPs在植物中的吸收、转运和累积过程,总结了MB NPs对植物的毒性效应及其机制,探讨了MB NPs植物毒性的影响因素,综合评述了近年来关于MB NPs对植物特别是农作物的生态毒理效应的研究进展,同时分析了目前研究中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望.     

植物YSL家族基因研究进展

黄色条纹蛋白(Yellow stripe-like protein,YSL)是广泛存在于植物中的重金属吸收、转运蛋白,主要参与植物Fe~(3+)的吸收及对Fe~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)和Mn~(2+)等金属离子的转运。目前,对于黄色条纹蛋白在植物体内的表达模式,亚细胞定位以及突变体等方面的研究揭示了其在植物生长发育过程中的作用。综述了近年来关于YSL基因在植物中的研究进展,旨为研究植物吸收铁的作用机理及生物强化谷物籽粒中的铁含量奠定基础。     

植物K+通道AKT1的研究进展

钾(K)是植物生长发育必需的大量营养元素之一, 主要通过根细胞的K⁺通道及转运蛋白介导吸收。AKT1是Shaker型K⁺通道家族的重要成员, 在植物根吸收K⁺和体内跨膜转运中发挥重要作用。该文综述了植物AKT1的分子结构、组织特异性表达、调控机制及生物学功能等方面的研究进展, 并对该通道今后的研究方向进行了展望。     

膳食来源中硒的生物利用率研究进展

介绍了硒元素对生物体的健康功效及不合理摄入硒对人体造成的危害,从硒在人体的吸收、转运角度解释了硒的生物利用率的含义,总结了硒在人体的吸收代谢情况、生物利用率的测定方法及当前研究现状、硒生物利用率的影响因素,初步得出补硒关键控制点,为提高硒的生物利用率提供理论依据。     

植物氨基酸转运子研究进展

氨基酸是高等植物氮素同化产物长距离运输及在组织间分配的主要形式,通过跨膜转运的方式在植物体内进行运输。氨基酸转运子是位于生物膜上吸收及转运氨基酸的蛋白家族,对植物氮素营养具有重要贡献。本文对植物氨基酸转运子的表达、调控及其与氮素利用效率、植物产量与品质形成、抗逆性及适应性等方面的研究进展进行了综述。     

铁蛋白纳米颗粒应用于生物医疗领域的研究进展

在漫长的进化过程中,生物系统中出现了多种多样的纳米粒子。其中铁蛋白纳米粒子广泛存在于所有生物体内,是参与生命活动的重要功能蛋白。近年来,铁蛋白自组装纳米粒子特殊的理化性质使其在生物医学领域应用中呈现出巨大的优势和应用前景。铁蛋白纳米笼的应用主要包括微量血清铁蛋白的临床检查、作为营养物质补充机体铁需求、纳米生物材料平台和纳米材料的生物呈递等。综述了铁蛋白纳米粒子在疾病诊断与治疗以及药物呈递与疫苗开发上的应用,并对铁蛋白纳米粒子在生物医学领域的应用前景进行展望。     

辅酶Q10/两亲性木聚糖纳米悬浮剂的制备以及生物利用度

研究一种新型共聚物负载辅酶Q10形成纳米悬浮剂能够增加CoQ10的水溶性,并且提高其口服生物利用度。本研究以槲皮素—木聚糖（QT-Xylan）共聚物偶联为基础进行合成,采用高剪切均质法进一步包载辅酶Q10,形成了一种新型载药纳米悬浮剂。采用单因素实验设计,并以粒径大小作为单因素实验的考察条件,影响其粒径大小的因素包括高压均质压力、高压均质次数、共聚物浓度、共聚物与CoQ10的质量比4个因素,并进行一系列体外实验评价。当均质压力为60 MPa,均质次数为7次,共聚物浓度为1 mg·mL^-1,共聚物与CoQ10的质量比为1∶1,是纳米悬浮剂的最佳制备工艺,此时粒径大小为166.7 nm。在最佳工艺条件下,在体外溶出实验中,包载CoQ10纳米悬浮剂的体外溶出率在人工胃液（SGF）和人工肠液（SIF）中分别是CoQ10原药的1.89和1.48倍。在体内生物利用度实验中,分别对大鼠灌胃CoQ10原药与载药纳米悬浮剂后,检测不同时间点的血药浓度,考察药物在大鼠体内的吸收和代谢情况,负载CoQ10的纳米悬浮剂在大鼠体内的血药浓度明显高于CoQ10原药,生物利用度提高为CoQ10原药的2.64倍。     

植物氮素吸收与转运的研究进展

氮素是植物生长发育所必须的基本营养元素,在植物生长发育和形态建成中起着重要作用.土壤中植物所利用的主要氮素形式是铵态氮和硝态氮,在进化过程中植物形成不同的吸收和转运铵态氮和硝态氮的分子机制.该文对植物吸收与转运氮素的生理学特征、分子机制及涉及的相关基因等研究进行概括性综述,为研究水稻中氮素吸收、转运相关基因提供理论基础...     

酵母和植物的锌转运系统及其调控

锌是所有生物体必需的微量元素之一, 是多种蛋白的辅酶并参与催化生物体内的一些重要生化反应。生物体为了维持细胞内适当的锌浓度以保证其正常功能而进化出了复杂的锌转运及调控系统。本文主要论述酵母和植物中的锌转运系统及其调控, 以及锌吸收的分子标记和QTL位点分析。