百里香酚强化罗勒油纳米乳剂的开发及其对番茄细菌性病原体的协同防控作用

为解决番茄细菌性病害防控中抗生素滥用导致的耐药性问题，研究人员开发了百里香酚-罗勒油纳米乳剂(BTNE)，通过优化HLB值(10)和超声时间(20分钟)获得稳定性高(粒径86.2 nm，PDI 0.134)的制剂。该纳米乳剂对Xanthomonas euvesicatoria pv. euvesicatoria(Xev)的MIC低至0.08% v/v，并能完全抑制三种病原体(Xev/Pseudomonas syringae pv. tomato(Psy)/Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm))在0.32% v/v浓度下的生物膜形成，温室试验证实其防病效果且无药害，为绿色防控提供了新策略。

　　

随着气候变化加剧，番茄种植正面临细菌性病害的严重威胁。由Xanthomonas euvesicatoria pv. euvesicatoria(Xev)引起的细菌性叶斑病、Pseudomonas syringae pv. tomato(Psy)导致的细菌性斑点病以及Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm)引发的细菌性溃疡病，每年造成巨大的产量损失。传统防治依赖抗生素，但耐药性问题日益突出。更棘手的是，植物源抗菌成分如百里香酚(thymol)和罗勒油(basil oil)虽具良好抗菌性，却受限于水溶性差、易挥发等缺陷。

针对这一难题，印度农业研究所(ICAR-IARI)的研究团队创新性地开发了百里香酚-罗勒油纳米乳剂(BTNE)。通过优化表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB)至10，并结合20分钟超声处理，成功制备出粒径86.2纳米、多分散指数(PDI)仅0.134的稳定纳米体系。该成果发表在《Phytochemistry》上，为解决农业抗生素耐药性问题提供了新思路。

研究采用微稀释法测定抗菌活性，通过棋盘法验证协同效应，并利用生物膜形成实验和离体叶片/温室试验评估实际防效。关键技术包括：纳米乳剂制备工艺优化、最小抑菌浓度(MIC)测定、生物膜抑制实验，以及以Bacillus subtilis strain DTBS-5为对照的抗菌机制研究。

主要研究结果

1. 纳米乳剂特性：BTNE具有负电性(-43 mV)和单分散性，显著提高了疏水性活性成分的稳定性。

2. 体外抗菌活性：对Xev表现出最强抑制(MIC 0.08% v/v)，比对Psy和Cmm的活性高2倍。联合使用时，百里香酚使罗勒油的MIC降低8倍(Xev)。

3. 生物膜抑制：0.32% v/v BTNE可完全阻断三种病原体的生物膜形成，其中Xev呈现浓度依赖性锐减，而Psy和Cmm为渐进式抑制。

4. 实际防效验证：温室试验证实0.32% v/v BTNE能有效控制Xev引起的叶斑病，且无植物毒性。

结论与意义

该研究首次构建了兼具协同(Xev/Psy)和相加(Cmm)效应的植物源纳米抗菌系统。通过纳米技术克服了疏水性成分的应用瓶颈，其抗菌效力较单一成分提升显著。特别值得注意的是，BTNE在低于常规杀菌剂使用浓度下即可实现生物膜完全抑制，这对防治依赖生物膜保护的顽固性病原体具有突破性意义。由Dinesh Singh和Malkhan Singh Gurjar领衔的研究团队证实，这种基于HLB优化的纳米递送策略，为开发环境友好型植物保护剂提供了可推广的技术范式，有望成为综合病害管理方案的核心组成部分。