生物质碳点对萝卜芽苗菜生长发育及次生代谢物质的影响

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碳点作为一种新型零维纳米材料,近年来,碳点对植物的作用引起了人们的兴趣,研究了碳点对植物生长发育、光合作用、抗胁迫、营养吸收等方面的影响。其中,生物质碳点(Biomass carbon dots,BCDs)是以生物质为碳源制备的碳点,生物质碳源比碳源更环保,具有成本低、绿色天然、资源丰富、易获取等优点。然而,目前关于BCDs的研究主要集中在细胞成像、传感、药物传递等方面,关于BCDs对植物生物效应方面的影响有待深入研究。萝卜芽苗菜是一种新型绿色保健蔬菜,含有多种营养物质,还有抗氧化能力,有助于机体防癌抗癌。本论文选用鸡蛋蛋清为碳源,制备生物质碳点,以萝卜芽苗菜为实验材料,探究不同浓度的生物质碳点对萝卜芽苗菜生长发育及次生代谢物质的影响。本论文的研究结果如下:1.探究了以鸡蛋蛋清为碳源制备生物质碳点的条件。在不同温度、不同时间的反应条件下,以鸡蛋蛋清为碳源制备生物质碳点,通过对生物质碳点进行表征,得到其形貌、尺寸、表面基团、化学组成。结果表明,220℃、48h条件下,鸡蛋蛋清碳化充分,制备的BCDs尺寸小,具有良好的光学性能,且表面有羟基、氨基、羧基,使得其在紫外灯下能发出蓝光,具有稳定性,水溶性,符合后续实验需求。2.探讨了生物质碳点对萝卜芽苗菜生长的生物学效应。与0 mg/mL BCDs溶液处理相比,随着BCDs浓度的增加,下胚轴长度无明显差异,可食部分干鲜重先升高后降低。在0.4 mg/mL BCDs溶液处理下干鲜重有显著提高,说明生物质碳点能够显著提升萝卜芽苗菜总生物量。3.分析了生物质碳点对萝卜芽苗菜生物活性物质含量的影响。随着BCDs浓度的增加,萝卜芽苗菜生物活性物质的含量大多都呈现先升高后降低趋势;与0 mg/mL BCDs溶液处理相比,萝卜芽苗菜在0.4 mg/mL BCDs溶液处理下花青素、抗坏血酸、总叶绿素、可溶性糖变化显著,分别提高了65.62%、28.16%、12.67%、115.18%,总黄酮含量提高了24.9%,在0.2 mg/mL BCDs处理下可溶性蛋白含量变化显著,提升了55.16%;与对照相比,总酚含量呈现逐渐上升趋势,0.8 mg/mL BCDs处理下总酚含量达到了极显著;结果表明,适当浓度的BCDs溶液,能够显著提高萝卜芽苗菜生物活性物质的含量。4.生物质碳点提高了萝卜芽苗菜抗氧化能力。在不同浓度的BCDs溶液处理下,萝卜芽苗菜的DPPH自由基、O2-自由基、羟自由基清除率均有不同程度的提高。不同浓度的BCDs溶液对萝卜芽苗菜抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)及MDA含量影响的也不同,与0 mg/mL BCDs溶液处理相比,0.4 mg/mL BCDs溶液处理下,显著提高萝卜芽苗菜SOD、POD、CAT活性,MDA含量显著降低。综上所述,BCDs溶液对萝卜芽苗菜的生长及次生代谢物质有显著影响,这为BCDs应用到植物领域提供了理论依据,并且为提高萝卜芽苗菜品质提供了新的研究方向。
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