Các hạt nano điều chỉnh căng thẳng kim loại nặng và arsenic ở cây lương thực: Hormesis bảo đảm an toàn thực phẩm và sức khỏe cộng đồng

Sự ô nhiễm kim loại nặng và arsenic (HM-As) tại giao diện đất–cây lương thực là một mối đe dọa cho an ninh/thực phẩm và sức khỏe cộng đồng trên toàn cầu. Các tác động sinh thái độc hại tiềm tàng của HM-As đối với cây lương thực có thể làm rối loạn các quá trình sinh lý, sinh hóa và phân tử bình thường. Để bảo vệ an toàn thực phẩm và sức khỏe con người, các hạt nano (NPs) có thể được áp dụng trong việc kích thích hạt giống và cải tạo đất, như một ‘biểu hiện của hormesis’ để điều chỉnh căng thẳng oxy hóa do HM-As gây ra ở các cây ăn được. Bài đánh giá này cung cấp cái nhìn tổng quát về việc giảm căng thẳng HM-As nhờ vào NPs trong cây lương thực và các hiệu ứng hormetic phát sinh. Các cơ chế sinh hóa và phân tử cơ bản trong việc cải thiện căng thẳng oxy hóa do HM-As gây ra được làm rõ thông qua việc đề cập đến các khía cạnh khác nhau của sự tương tác giữa NPs (chẳng hạn như các hạt từ tính, silicon, oxit kim loại, selen, và ống nano carbon) với vi sinh vật của thực vật, hormone thực vật, phân tử tín hiệu, và các tác nhân sinh trưởng của thực vật (như axit salicylic và melatonin). Với sự tiến bộ trong công nghệ sinh học (như công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR và các nghiên cứu về omics), hiệu quả của NPs và hormesis liên quan đã được nâng cao để tạo ra các “giống cây trồng thiết kế an toàn với ô nhiễm” trong các hệ thống nông nghiệp bị stress HM-As. Vì vậy, các nghiên cứu trong tương lai về các đổi mới công nghệ nano nên được hướng tới việc đạt được an ninh thực phẩm, các mục tiêu phát triển bền vững và phúc lợi con người, với sự hỗ trợ của các cây lương thực có khả năng chống chịu stress HM-As.