植物非生物胁迫会诱导叶片中的活性氧(ROS)积累，从而降低光合性能和作物产量。开发能够清除ROS并同时在体内提供营养物质的材料是应对这一问题的关键。卡耐基梅隆大学Gregory V. Lowry和Robert D. Tilton将清除ROS和ROS触发试剂释放功能集成到尺寸为20 nm、对ROS响应的星形聚合物(RSP)中,并将其用于清除ROS和释放营养剂以缓解植物应激。

本文要点：

（1）超光谱成像表明，所有的RSP都能穿透番茄叶片表皮，而其中32.7%的RSP可与叶肉中的叶绿体结合。RSP能够在体外清除10 μmol mg^-1的ROS，并可在体内抑制叶片中的ROS。研究表明，RSP与H₂O₂的体外反应会增强该星型聚合物中营养剂(Mg²⁺)的释放。

（2）与未处理相比，叶面施用RSP后能够提高了热、光胁迫下植物的光合作用，并改善碳同化、CO₂同化量子产率、Rubisco羧化速率和光系统II的量子产率。研究表明，负载Mg的RSP主要是通过促进Rubisco活性来改善缺镁植物的光合作用。这一结果表明，清除ROS的纳米载体(如RSP)有望缓解作物中的非生物胁迫，使作物对高温胁迫和其他气候变化诱导的非生物胁迫具有更强的适应性。

Yilin Zhang. et al. Star Polymers with Designed Reactive Oxygen Species Scavenging and Agent Delivery Functionality Promote Plant Stress Tolerance. ACS Nano. 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c10828

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c10828