近日，广东省现代农业产业技术体系叶菜创新团队首席专家、华南农业大学园艺学院杨暹教授团队在国际著名期刊Food Chemistry (IF=9.231)、Ecotoxicology and Environmental Safety (IF=7.129)发表了植物碳点材料在蔬菜上应用的系列研究成果。
10月21日，食品科学领域国际著名期刊Food Chemistry 在线发表了杨暹教授团队的题为“The roles of Salvia miltiorrhiza-derived carbon dots involving in maintaining quality by delaying senescence of postharvest flowering Chinese cabbage”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134704），揭示了丹参碳点通过延缓衰老保持菜心采后营养品质的新机制。文章第一作者为园艺学院2020级硕士研究生旷丽凤和园艺学院康云艳副教授，通讯作者为园艺学院钟珉副教授和杨暹教授。该研究得到广东省现代农业产业技术体系(No. 2022KJ122 and 2023KJ122)、广东省自然科学基金（2018A0303130316）与广东省重点领域研发计划项目（2018B020202010）的资助。
10月14日，环境科学与生态学领域国际著名期刊Ecotoxicology and environmental safety也在线发表了杨暹教授团队的题为“Inhibition of UV-B stress in lettuce through enzyme-like Scutellaria baicalensis carbon dots”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2022.114177），揭示了黄芪碳点通过提高抗氧化作用而抵抗紫外线胁迫对生菜生长的影响。文章第一作者为园艺学院2020级硕士研究生王惠和园艺学院康云艳副教授，通讯作者为广东省现代农业产业技术体系叶菜创新团队岗位专家、材料与能源学院雷炳富教授和广东省现代农业产业技术体系叶菜创新团队首席专家、园艺学院杨暹教授。该研究得到广东省现代农业产业技术体系(No. 2022KJ122 and 2023KJ122)、广东省自然科学基金（2018A0303130316）与广东省重点领域研发计划项目（2018B020202010）的资助。
菜心是我国华南地区特产蔬菜，以幼嫩的菜薹为食用器官，为华南地区出口港澳的最主要蔬菜。随着人们生活水平的提高以及消费习惯的改变，人们对菜心的消费越来越大，菜心的发展规模也随之快速膨胀。目前，菜心的生产不但在华南地区广泛栽培，而且在宁夏、甘肃、云南、河南、河北等地也快速发展，然而菜心采后极易快速失水、黄化和腐烂，货架期短。因此，菜心采后保鲜一直是困扰产业发展的重要问题。碳点（Carbon dots，CDs）作为一种新型的零维碳基纳米材料具有优异的抗氧化特性、良好的生物相容性以及低毒性，然而有关碳点材料应用于采后保鲜方面的研究相当有限。课题组首次将丹参碳点（SmCDs）应用到菜心采后保鲜中，系统研究了SmCDs在菜心采后保鲜中的作用，发现丹参碳点具有显著的抗衰老作用，通过抑制叶绿素降解基因、衰老相关基因和呼吸爆发氧化酶同源基因的表达、维持活性氧代谢平衡、促进关键黄酮生物合成基因的表达和正向调控了糖代谢而抑制菜心采后衰老和维持采后营养品质。研究结果首次阐明了SmCDs延缓采后菜心衰老的调控机制，并对提高采后菜心的商品质量以及开发新的园艺作物采后处理提供了新思路。
UV-B胁迫引起的植物氧化胁迫一直是农产品产量面临的重大挑战。在动物上，类酶活性的碳点(CDs)已经证明对氧化胁迫具有抑制作用，但对植物的非生物抗逆性胁迫，特别是UV-B胁迫，知之甚少。本研究评价了黄芪CDs特性、在体内和体外清除活性氧以及增强体内抗氧化能力。黄芪CDs通过提高抗氧化酶如超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性而抑制活性氧的伤害，促进了生菜植株的同化能力，激活植物水通道蛋白基因PIP1和PIP2的表达而提高水分的利用，进而保护了植株免受UV-B胁迫。研究结果有助于安全可靠的抗胁迫材料的设计和制造，以满足食品生产中非生物胁迫的挑战。
文图/园艺学院 康云艳
