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富勒烯（Fullerene）是一种碳的同素异形体。由碳一种元素组成,以球状,椭圆状存在的物质（如:C60）,都可以被叫做富勒烯。已有研究表明,低剂量的富勒烯材料对于植物种皮吸收水离子以及钙、铁等营养成分具有明显的促进作用。近年来随着全球气候巨变,可耕地面积逐年减少,人口的剧增,人们对粮食的需求也与日俱增。玉米作为重要的粮食作物,在保障全球粮食安全中发挥重要作用。利用现有技术手段提高粮食作物的产量,是解决当前粮食问题的重中之重。本文利用水溶性富勒烯衍生物处理模式植物拟南芥及玉米的种子和幼苗,分析水溶性富勒烯衍生物对这两种植物种子萌发及幼苗生长的影响,从表型、显微结构、生理及蛋白质组水平探索其可能的作用机制。得到了如下的结果:（1）富勒烯衍生物处理对模式植物拟南芥及玉米表型的影响。10mg/L以及20mg/L富勒烯水溶性衍生物均能显著促进拟南芥种子萌发及幼苗根系的伸长,且20mg/L处理样品效果更加明显。进一步分析发现,渗透胁迫下,富勒烯衍生物仍能显著促进拟南芥根系的生长。在对玉米种子（郑单958）进行浓度为0mg/L、5mg/L以及50mg/L的富勒烯衍生物水培处理时也发现:50mg/L水培处理能够明显提高玉米萌发率及发芽势,5mg/L处理效果不明显。对萌发三天至两叶一心期玉米幼苗的表型分析发现:50mg/L处理能显著促进玉米幼苗根、芽的生长、增加幼苗生物量,5mg/L处理效果亦不明显。结果表明,富勒烯衍生物能够促进拟南芥及玉米的萌发及早期生长。（2）富勒烯衍生物处理对玉米不同部位显微结构及抗性生理指标等的影响。显微结构分析发现,胚及根的外皮层部位可见有团聚的纳米颗粒,暗示富勒烯可以进入植物细胞内部发挥作用。50mg/L富勒烯处理样的根系细胞数目增加,层数增加,根直径增加;叶鞘细胞层数也显著增加。PEG6000模拟渗透胁迫下,不同浓度富勒烯处理的玉米叶片中SOD、CAT、H2O2、MDA等生理指标差异进行分析发现,50mg/L处理之下SOD、CAT各个时间段含量相比未处理均有所增长,H2O2、MDA含量相比于未处理各个时间段含量均有所降低。而5mg/L处理效果亦不明显。结果暗示,富勒烯衍生物进入植物细胞内部,通过促进根系发育、提高抗氧化系统的功能进而提高其抗逆性,但其具体作用机制尚不清楚。（3）富勒烯衍生物处理对玉米胚及根的蛋白质组影响。分别采用0mg/L和50mg/L富勒烯衍生物处理36h后的胚以及72h处理后的根的全蛋白,通过双向电泳以及质谱鉴定等方法鉴定差异表达蛋白。分析显示,50mg/L处理的玉米胚中的抗逆相关蛋白（如热休克蛋白HSP1、LEA蛋白、14-3-3类蛋白等）以及根中抗逆相关蛋白（如蛋氨酸合成酶、谷胱甘肽转移酶等）表达量相比未处理样品上升显著。结果暗示了富勒烯衍生物能够提高玉米幼苗抗逆性,可能主要由于其能够使这些与胁迫相关的蛋白表达量明显上升有关。此外,大量与代谢（如蔗糖磷酸化酶、磷酸甘油酸变位酶）和生长调节相关的蛋白（如分泌蛋白、甲基转移酶等）表达量也大量升高。暗示了富勒烯衍生物处理促进了生长调节和代谢相关的蛋白表达,从而促进萌发及幼苗生长等发育过程。