Nanoziamul pe bază de puncte cuantice de carbon feruginat multifuncțional îmbunătățește creșterea răsadurilor de grâu și toleranța la Cd.

Depozitarea excesivă de cadmiu (Cd) afectează creșterea plantelor prin inducerea de daune oxidative, cauzate de generarea speciilor reactive de oxigen (ROS).

În acest studiu, a fost dezvoltat un nanozid din carbon cuantic (CQD) ferruginat, compatibil cu biocompatibilitatea, denumit Fe-CQDs, care vizează ROS, reducând astfel daunele oxidative și îmbunătățind absorbția și transferul ionilor de Cd în grâu.

Este de remarcat faptul că Fe-CQDs manifestă activități multi-enzyme, mimând peroxidaza (POD), catalaza (CAT) și superoxid dismutaza (SOD), permițând neutralizarea eficientă a speciilor active precum radicalii hidroxili (•OH), peroxidul de hidrogen (H2O2) și anionii superoxid (O2•−).

În mod important, aplicarea la rădăcină a 10 mg/L de Fe-CQDs atenuează stresul provocat de Cd și stimulează creșterea grâului atât în culturi hidroponice, cât și în sol.

În mod specific, nivelurile de O2•−, H2O2 și malondialdehyde (MDA) din țesuturile frunzelor scad, în timp ce glutationul redus (GSH), un antioxidant non-enzimatic, crește.

Grosimea peretelui celular la grupul tratat cu Fe-CQDs este redusă cu 42,4% comparativ cu grupul tratat cu Cd.

Mai mult, Fe-CQDs sporesesc expresia genelor legate de antioxidanți, rezistența la stres, detoxifierea cadmiului și transportul nutrienților.

Analizele transcriptomice și metabolomice arată că Fe-CQDs stimulează producția de flavonoide și reglează activitatea genelor transportoare de metale (YSL, ABC, ZIP), pentru a menține homeostazia ROS.

Aceste rezultate subliniază potențialul platformelor nanozide Fe-CQDs în atenuarea daunelor oxidative și în îmbunătățirea creșterii culturilor, oferind perspective noi asupra aplicării nanobiotehnologiei în agricultură..