工程纳米材料在可持续植物病害防控中的应用：效应评估、驱动因子与作用机制解析

本综述通过荟萃分析系统揭示工程纳米材料（ENMs）通过激活抗氧化酶（如SOD/POD/CAT）、防御相关基因（上调97.8%）及植物激素信号通路，显著降低病害严重度（45.7%）并促进作物生长（生物量增加56.5%）的机制，为农业可持续发展提供纳米技术解决方案。

　　

数据收集

为系统评估ENMs对植物抗病性的影响，我们对Web of Science核心合集中截至2023年12月的文献进行了荟萃分析。文献检索采用组合关键词：（纳米材料或纳米颗粒）与（“植物病害”或“植物病原体”）。初步检索共获得1267篇文献，研究筛选基于以下标准：1）研究需涉及工程纳米材料处理植物并接种病原体的实验设计；2）必须包含病害严重度或相关生理指标的定量数据；3）设有未处理对照组。最终56篇文献符合纳入标准。

ENMs介导植物抗病性的研究趋势

截至2023年12月，56篇文献的研究覆盖12个国家，主要集中在亚洲和北非地区（图1a），该分布可能与这些地区高度依赖农业及面临的粮食安全挑战相关。近年来该领域发文量显著增长（图1b），表明利用纳米技术应对农业病害的科研兴趣日益浓厚。

结论

本研究结果表明，ENMs通过提升防御酶活性和防御相关基因表达，整体增强植物抗病性，并普遍降低氧化应激水平。施用持续时间是关键因素，处理7天内效果最为显著。此外，不同ENMs类型效果差异显著：纳米复合材料和碳基ENMs在降低病害严重度方面表现最优。