富勒醇及其与金属纳米材料复合暴露对植物作用机制的多组学研究

基本信息
批准号:21906081
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:赵丽娟
学科分类:
依托单位:南京大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
环境行为植物代谢组学纳米毒性纳米材料
结项摘要

Fullerenol, a carbon based nanomaterial (NM), has unique physiochemical properties, such as antioxidant capacities, which enable a wide application of fullerenol in a variety of fields such as medicine and cosmetics. Engineered nanomaterials (ENMs) could be released into agricultural soil via a number of pathways. Plants, especially crop plants, are primary producers of terrestrial ecosystems. Investigating the effects of fullerenol NMs on plants are of great important for their environmental risk assessment. In addition, fullerenol NMs are exhibiting great potential in agriculture. Therefore, it is imperative to elucidate their toxicity effects on plant for their sustainable application in agriculture. In this project, we will investigate the interaction between fullerenol NMs and two crop plants (cucumber and corn) at physiological and molecular levels. Meanwhile, the effects of fullerenol NMs on the toxicity of nano-Cu and nano-Fe will be investigated. By combining metabolomics and proteomics, the deep insight into the underlying mechanisms of the impacts of NMs (fullerenol, metal nanoparticles, fullerenol+metal nanoparticles) on plants will be studied. The results will help to understand the environmental impacts of fullerenol NMs and guide for their sustainable use in agriculture. Importantly, the combined multi-omics techniques employed in this project will supply powerful tools to evaluate the environmental impact of other emerging contaminants.

碳基纳米材料富勒醇具有抗氧化等独特的理化特性,这使其在医药、化妆品等诸多领域有着广泛应用。人工纳米材料可能会以多种途径进入土壤,而植物是陆地生态系统的初级生产者,研究富勒醇对植物的毒性效应对于其安全使用极为重要。此外,近年来富勒醇在促进作物生长和植物保护等方面也表现出极大的潜力。研究富勒醇对植物毒性效应机理是其在农业中可持续应用的前提。本项目拟探究富勒醇单独暴露及其与纳米金属材料(纳米铜、纳米铁)共同暴露下,植物(玉米、黄瓜)的生理和分子响应。拟采用代谢组学和蛋白质组学技术相结合,从代谢和蛋白水平上研究富勒醇及其与纳米金属材料共同暴露下对植物的毒性效应机理。研究结果将为全面而深入的评价富勒醇的环境行为和风险,实现其安全、可持续应用提供理论依据;项目中所采用的代谢组学和蛋白质组学的联合组学方法也将为研究其它新型污染物环境风险提供新的工具。

项目摘要

碳基纳米材料富勒烯具有抗氧化等独特的理化特性,这使其在医药、化妆品等诸多领域有着广泛应用。富勒烯可能会以多种途径进入环境,而植物和蓝藻分别是陆地生态系统和水生生态系统的初级生产者,研究富勒烯对植物和蓝藻的毒性效应对于评估其环境风险极为重要。本项目以黄瓜和念珠藻为研究对象,探究了富勒烯水溶性衍生物-富勒醇对黄瓜和念珠藻的毒性效应。结果表明,富勒醇(受试浓度)未对黄瓜幼苗和念珠藻造成毒性效应。相反,叶面喷施富勒醇能够显著增加黄瓜叶片中与捕光和电子传递相关的蛋白合成,显著促进光合作用。富勒醇对于固氮蓝藻-念珠藻的生长具有类似作用,能够显著促进念珠藻碳固定相关的卡尔文循环,增强念珠藻利用光合作用固定CO2的效率。因此,我们提出了纳米材料-蓝细菌的光合细胞工厂的概念,即利用蓝细菌本身的代谢过程固定CO2, 同时生产有价化学品或燃料前驱体。继而我们又发现,具有半导体特性的纳米二硫化钼能够显著促进念珠藻的氮代谢和多种氨基酸和有价化学品的生物合成。本研究在评估了富勒醇的潜在环境风险的同时,挖掘出了富勒醇等具有类酶催化活性的纳米材料在碳固定和新能源方面的潜在作用。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:

赵丽娟的其他基金

批准号:31602190
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51674134
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:60178024
批准年份:2001
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:10574074
批准年份:2005
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:81160535
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51873133
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:21876081
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51303116
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11574164
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:51607066
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901136
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

粘土矿物与富勒烯/富勒醇表界面作用特征研究

批准号:41572031
批准年份:2015
负责人:朱润良
学科分类:D0203
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
2

金属富勒烯功能纳米材料的结构与性能研究

批准号:11179006
批准年份:2011
负责人:王春儒
学科分类:A3204
资助金额:300.00
项目类别:联合基金项目
3

富勒烯纳米材料对体细胞重编程的调控作用及机制研究

批准号:31871009
批准年份:2018
负责人:苗彦彦
学科分类:C1007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
4

金属富勒醇Gd@C82(OH)22纳米颗粒对乳腺癌细胞表观基因调控机制的研究

批准号:31571027
批准年份:2015
负责人:缪清
学科分类:C1007
资助金额:61.00
项目类别:面上项目