中國(guó)粉體網(wǎng)訊  近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所環(huán)境與能源納米材料中心研究人員在納米羥基磷灰石降低重金屬鉛離子在水稻根系中的遷移及毒性研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Environmental Science: Nano (Environ. Sci.: Nano, 2018, 5, 398-407)上。

土壤中鉛 (Pb) 被水稻根系吸收后，會(huì)向地上部轉(zhuǎn)移，并在籽粒中富集，嚴(yán)重影響了稻米的品質(zhì)和食品的安全。如何減少Pb在土壤-水稻系統(tǒng)中的遷移，并降低其通過(guò)食物鏈對(duì)人類健康的潛在威脅，一直是困擾科研人員的難題。通過(guò)在水稻根部形成可以吸收固定Pb的材料，增強(qiáng)水稻根部對(duì)Pb的過(guò)濾功能，減少Pb向地上部的運(yùn)輸，可有效降低籽粒中的Pb含量。

納米羥基磷灰石 (nHAP) 對(duì)Pb具有較強(qiáng)的吸附能力，由于在納米尺寸范圍內(nèi)，它擁有非常大的比表面積和高密度的活性位點(diǎn)，因此被廣泛用于水體和土壤中Pb污染的修復(fù)。但是，納米羥基磷灰石在水稻體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程及其在水稻根部對(duì)Pb的固定機(jī)制尚不清楚。

為此，固體所環(huán)境與能源納米材料中心研究團(tuán)隊(duì)研究了水培條件下nHAP在水稻根細(xì)胞中的傳輸與分布，并探討了nHAP降低Pb在水稻體內(nèi)的毒性和遷移性方面的機(jī)制。研究結(jié)果表明，nHAP (20±5 nm)進(jìn)入水稻根部后可以作為阻擋層捕獲Pb2+，抑制了Pb2+從根部向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而降低Pb2+的生物毒害。其固定機(jī)制主要體現(xiàn)在通過(guò)水稻根細(xì)胞中存在的nHAP與Pb2+結(jié)合，并將Pb2+轉(zhuǎn)化為根細(xì)胞中的Pb沉積物，一方面減少Pb2+對(duì)根部正常生長(zhǎng)的干擾；另一方面減少Pb2+向地上部分的遷移，最終達(dá)到對(duì)Pb2+的固定作用。相關(guān)結(jié)果不僅為環(huán)境納米材料在植物根細(xì)胞中固定Pb2+的作用機(jī)制提供了理論依據(jù)，同時(shí)為利用納米技術(shù)減少Pb在水稻體內(nèi)吸收和轉(zhuǎn)移提供了技術(shù)支撐。這項(xiàng)研究對(duì)于保證區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品安全、提高稻米質(zhì)量、保障人體健康等都具有重要意義。

該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大研究計(jì)劃（納米專項(xiàng)）、中科院合肥大科學(xué)中心、安徽省重大專項(xiàng)的資助。

納米羥基磷灰石(nHAP)對(duì)Pb²⁺具有較高的吸附能力，抑制Pb從根向地上部的移動(dòng)。