近日，中国农业科学院植物保护研究所与国内外多家单位合作，在《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）（影响因子40.523）发表题为“Nano-enabled strategies to enhance biological nitrogen fixation”的文章。

文中指出，减少氮肥的施用是缓解粮食不安全和全球变暖的关键战略，提高生物固氮能力是加强粮食安全生产的有效策略。天然的生物固氮系统受到多种因素的制约，虽然有益微生物可通过各种机制增强生物固氮，包括激素调节和养分输送，但在田间使用成本较高，因此需要开发可持续增强生物固氮的新策略。基于纳米材料靶向递送机制、精密释放以及对植物生长的调节作用等特点，科学家们提出了改善生物固氮的纳米策略（图1）。将纳米材料作为靶向特定细胞器递送平台，将有助于增强光合作用，支持高效生物固氮。

图1. 基于纳米技术的生物固氮增强策略

（纳米材料可作为靶向特定细胞器递送平台，增强光合作用，支持高效生物固氮）

全球气候变化迅速，提高生物固氮是减少合成氮肥使用、减轻温室气体排放的重要途径，开发固氮谷类作物一直是农业科学家的长期目标。纳米技术可将基因直接递送到叶绿体中，促进固氮作用，纳米材料可实现精确递送和调节植物生长，纳米策略可扩展到更为广泛的植物物种，具备广阔的应用前景。

中国农业科学院植物保护研究所为论文第三完成单位，植保所粮食作物真菌病害监测与防控创新团队高利研究员为该文章的共同第一作者。该研究获国家自然科学基金等多个项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41565-023-01392-5