世界人口的增长需要一个安全的食品供应。Biofortifying主食是一种解决食品工业的挑战。最近发表的一篇论文生物学考虑过使用纳米技术增强小麦、一个关键全球农作物。
研究:了解纳米技术在小麦生物强化的前景图片来源:maxbelchenko / Shutterstock.com
生物强化是什么?
生物强化的过程中故意增加食物的营养价值的农艺方法、育种和生物技术。与传统的防御工事的不同之处在于,它旨在提高植物在其生长的营养价值而不是手动添加维生素、矿物质和微量元素在处理。
生物强化达到人口有重要意义,没有或有限的访问传统的补充和强化方法。它提供了公共卫生利益以最小的风险人群的健康和个人。
不同的策略用于小麦生物强化。左边的图解释了小麦生物强化策略除了nanobiofortification及其缺点。右边的图提供了一个总结nanobiofortification包括其目标、入口点nanofertilizers的植物,和纳米材料的优点(Fe-iron、Zn-zinc Cu-Copper, NPK-nitrogen,磷和钾)。亚博网站下载
Biofortifying小麦:当前的观点
小麦被相当大比例的世界人口。增加其营养价值将处理与日益增长的人口的营养不良问题。近几十年来,一些生物强化策略已经尝试了不同程度的成功。农艺生物强化,传统育种和转基因方法都被用来提供营养。
虽然这些方法的成功,也有一些主要的缺点。有监管障碍,尽管生物强化方法本身是发达的。限制基因生物强化是有限的可用目标生物基因库除了耗时。农业生物强化患有问题可用的肥料。传统的植物育种需要时间。
Nanobiofortification
Nanobiofortification近年来获得了牵引当代遗传和农艺方法作为一个可行的选择。利用纳米技术可以克服时间问题、资源需求和环境风险。
一个主要好处是肥料的目标交付所需的数量,增加营养吸收,防止有害的无机肥料的浸出脆弱的生态系统。纳米材料亚博网站下载用于此目的效率由于不同大小、组成、化学特性,针对植物。
概述不同的方法用于小麦Nanobiofortification,应用纳米材料的类型,他们的结果的形式强化营养。亚博网站下载(图中缩写:NPs -纳米颗粒;yabo214ZnO-zinc氧化;dex-dextran;Fe2O3-ferric氧化;Fe3O4-ferrosoferric氧化;NPK-nitrogen、磷、钾;CNP-chitosan纳米粒子;yabo214B-boron、Fe-iron Zn-zinc;Si-silicon; P—phosphorus; Cu—copper).
纳米技术是利用生物强化在许多方面。Nanobiofortification系统可以导致土壤养分的释放速率控制。他们提供广泛的覆盖和有效吸收的能力支持植物开发和环境安全,而农业肥料。
目前,三种不同类型的纳米材料被用于生物强化:纳米涂料肥料、纳米添加剂肥料,纳米肥亚博网站下载料(NFs)。纳米材料亚博网站下载用于这些肥料可以分为聚合物纳米材料,陶瓷纳米材料和金属纳米材料。
nanofert亚博网站下载ilizers中使用的纳米材料可以分为常量营养元素肥料、微量元素肥料、植物这种NFs, nanomaterial-enhanced肥料。这个分组是由于营养纳米系统授予目标工厂。在nanobiofortification方法研究提供了很多的观点,其中一些将会讨论。
Nanobiofortification小麦微量营养素。
几种微量元素对小麦至关重要,包括锌、导致坏死的不足,发育迟缓、种子质量、减少和降低产量。传统上增强复合微量营养素氮磷钾化肥并不总是为小麦提供必要的微量元素的浓度。
纳米粒子的小尺寸和大表面积显著增加微量元素的生物利用度。yabo214锌和铁强化NFs的特别关注,因为这些微量营养物质的缺乏在世界人口。
大量营养素NF生物强化
重要的营养素包括钙、镁、和氮气封装或插入大量营养素NFs。这些营养素的补充必要氮磷钾化肥的大量增加所需的肥料,这提出了一个严重的生态风险。基于纳米技术的运载系统更有效地提供营养素以及更可持续。
种子启动、土壤施肥、叶面施肥
有不同的路线,可以引入小麦植物营养丰富的纳米材料。亚博网站下载种子启动、土壤施肥、叶面施肥都可以使用。研究已经进行到这三个路线,展示NPs的好处。
在种子启动,种子被种植。种子启动与纳米粒子改善新陈代谢,比传统方法更有yabo214效地提供营养。土壤和叶面施肥显示使用NPs养分吸收和产量增加。
最后的观点
生物强化与纳米颗粒显示了未来巨大的承诺。yabo214优化交货可以节省成本,让所谓的“精准农业。“虽然NFs有认真讨论过的健康益处,控制他们的供应和积累需要仔细监控,作为他们的长期健康和环境风险是不能被正确的理解。
虽然有一些报道纳米材料毒性的用于农业用途,它们仍然是一个最好的解决现代农业面临的挑战和养活不断增长的世亚博网站下载界人口。
进一步的阅读
卡恩,M。K et al。(2021)了解纳米技术在小麦生物强化的前景(在线)生物学1123 (11)| mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/2079-7737/10/11/1123/htm
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