氣候變化對全球農作物生產構成了日益嚴重的威脅。玉米是食物、飼料和生物燃料的重要來源，極易受到干旱、鹽堿和冷脅迫的影響。氣候變化引發的極端天氣事件將對玉米產量產生不利影響。因此，增強玉米的抗逆能力對于減少產量損失和糧食安全問題至關重要。傳統的雜交育種和現代基因編輯方法已展現出開發抗逆玉米品種的希望，但這些策略時間長、效率低，并且成功率難以預測。因此，研究人員正在開發具有成本效益和可持續的種植抗逆逆性玉米的策略。

植物已經進化出復雜的機制來應對脅迫，包括感知、信號傳導以及脅迫響應基因和代謝產物的激活。重要的是，這些分子變化可以以“記憶”的形式存儲，使植物能夠做出反應更快地應對隨后的脅迫。這種現象被稱為“脅迫記憶”，可用于設計抗脅迫作物。

一個初始刺激是啟動防御程序的的必要因素，一個理想的刺激將觸發廣譜防御反應，并賦予植物對于各種脅迫的抗性。活性氧(ROS)是植物快速響應不同非生物脅迫反應中的關鍵信號分子。ROS與許多不同的信號轉導途徑、網絡和激素有關，在不同的應激條件下都具有調節作用。同時，ROS通過同時激活多種信號通路，在多種應激反應中起著至關重要的作用。鑒于這些分子在防御網絡中都具備獨特作用，研究人員假設活性氧可能是植物防御啟動的理想刺激因素。

鑒于這些分子在防御網絡中發揮的獨特作用，研究人員假設ROS可能是防御啟動的理想刺激因素。

種子萌發是玉米生命周期的關鍵和基礎階段。玉米在萌發期間和萌發后對各種脅迫高度敏感。因此，本研究的目的是探索一種種子啟動方法，以提高玉米幼苗對種子萌發階段和生命周期后期發生的多種非生物脅迫的耐受性。銀納米顆粒(AgNPs)已被證明可以催化ROS的生成，并且銀不是植物生長的必需元素。因此，本研究中首先選擇AgNPs作為產生ROS的NMs(刺激)模型，以誘導玉米種子抵抗隨后的多種脅迫(干旱、鹽和低溫)和組合脅迫(干旱和低溫、干旱和鹽、鹽和低溫)。測定的終止指標包括發芽速度、發芽率、幼苗活力、根長和莖長。隨后，對低成本、環保的鐵基(Fe₂O₃和Fe₃O₄) NMs作為引種劑進行了試驗，以驗證其提高玉米抗逆性的能力。
 

▲ 水引發或 AgNPs 引發的玉米種子中 ROS 積累的全種子實時成像