农业纳米生物技术与应用 课件 第8章 纳米技术介导的生物分子递送

农业纳米生物技术与应用第八章纳米技术介导的生物分子递送目录第一部分刺激响应型纳米材料第二部分纳米递送材料第三部分纳米递送系统在农业中的应用刺激响应型纳米材料的分类纳米材料的刺激响应是指材料对外部刺激（如光、温度、pH值等）产生的响应。外部刺激调控智能纳米响应刺激响应内部刺激外部刺激pH氧化还原酶葡萄糖光照温度超声磁内部刺激调控纳米递送材料的分类及其运用药物递送核酸递送影像诊断生物传感脂质体聚合物有机纳米载体无机纳米载体碳基材料金纳米颗粒二氧化硅纳米颗粒氧化铁纳米颗粒抗逆性研究生长发育调控分析检测(GregoryV.Lowry,etal.2019)(WuHonghong,etal.2020)(Qi,etal.2021)(IsraelSantana,etal.2022)(XiangHongmei,etal.2023)纳米递送系统在农业中的应用药物递送核酸递送纳米传感器纳米肥料与胁迫调控（LucaCapriotti,etal.2020）植物基因工程的主要技术RNAiCRISPRReducesgeneexpressionatthemRNAlevel(Knockdown)DestroysRNAtranscriptHighoff-targetproductsAbioticstresstoleranceBioticstresstoleranceYieldimprovementNutritionalimprovementShelflfeenhancementCompletely/permanentlysilencesthegeneatDNAlevel(Knockout)RegulategeneexpressionbyinhibitinggenetranscriptionLowoff-targetproductsApplicationsinplantsRNAi技术和基因编辑技术：基因表达调控/基因敲除传统基因转化工具的主要技术转基因技术：外源基因整合/非整合表达（Basso,etal.2020）高效的工具是发展关键工序繁琐物种选择耗时长核酸递送形式限制基因污染大片段缺失随机整合成本高对组织再生过程要求高受体限制影响原生质体活力受体限制易受外界环境影响操作要求高传统基因转化工具农杆菌转化法PEG介导转化法基因枪法花粉管通道法(RachelAburton,etal.2010)(Nakano,etal2015)孔径<13nm允许透过尺寸5~20nm递送障碍致密而多层的细胞壁结构，限制了外源生物大分子以及核酸的递送(NishantRanjan,etal.2022)纳米材料的应用纳米材料凭借优异性能在诸多领域有着广泛应用(Yongyan,

etal.2021)纳米材料在植物核酸递送系统中的应用20222023SPsGONsSiRNALeafSiRNALeaf(HuanZhang,

etal.2022)物理优势安全、快速非整合靶向递送响应型释放(YilinZhang,

etal.

2022)(Law,

etal.2022)纳米递送系统的优势植物细胞壁核膜与质膜系统内体降解系统纳米递送系统在植物中应用的障碍细胞穿透肽（Cellpenetrating-peptide,

CPP）(TakaakiMiyamoto,

etal.2020)(Jo-AnnChuah,etal.2018)(TakaakiMiyamoto,etal.2021)