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为应对植物病原真菌威胁及合成杀菌剂的生态危害，研究人员以食用菌渣提取的纤维素（Ce）负载肉桂醛（CA），再经壳聚糖（Cs）包覆制得 CeCACs。其对多种真菌 MIC 和 MFC 值低于戊唑醇（TB），机制涉及 ROS 积累等，还可促进幼苗生长，为农业废弃物资源化提供新路径。
在农业生产的广袤领域中，植物病原真菌如同隐藏的杀手，时刻威胁着全球粮食安全。据统计，全球每年因 5 万余种植物病原真菌导致的作物损失高达 10%-40%，这不仅让农民辛勤的汗水付诸东流，更严重冲击着粮食供应链的稳定。为了抵御这些 “敌人”，每年约有 40 万吨合成杀菌剂被施用于农田，占农药使用总量的 20%。然而，这些化学药剂在杀灭真菌的同时，也像一把双刃剑，带来了土壤污染、生物富集、病原菌耐药性激增等一系列生态与健康难题。例如，广泛使用的三唑类杀菌剂戊唑醇（TB），不仅在环境中残留期长，其代谢产物羟基戊唑醇还可能通过食物链传递，更令人担忧的是，已有研究发现 32.4% 的禾谷镰刀菌对其产生了耐药性。在这样的困境下，开发环境友好、高效安全的新型抗真菌剂，成为了农业可持续发展亟待攻克的难题。
为了突破这一困局，广西大学食用菌研究所的研究团队开展了一项极具创新性的研究。他们将目光投向了农业废弃物 —— 食用菌渣（SMS），试图从中提取纤维素（Ce），并以此为载体负载天然抗真菌成分肉桂醛（CA），再通过壳聚糖（Cs）包覆，构建一种兼具高效抑菌与环境相容性的复合抗真菌材料。这项研究成果发表在《Carbohydrate Polymers》上，为农业废弃物的资源化利用和绿色农药的开发开辟了新方向。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先，以温和的有机酸和低浓度漂白剂从食用菌渣中提取纤维素，避免了传统强酸高温提取工艺的污染问题；接着，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线光电子能谱（XPS）等手段对纤维素进行表征，确认其结构与热稳定性；然后，利用壳聚糖对负载肉桂醛的纤维素（CeCA）进行包覆，制备出 CeCACs 复合材料，并通过水接触角测定其亲水性；最后，通过抑菌实验、杀菌动力学分析及细胞形态观察等，评估该材料对多种植物病原真菌的抑制效果。
材料合成与表征
研究成功从食用菌渣中提取出高质量纤维素，其平均分子量达 9.1×10? g/mol。FTIR 分析显示，纤维素特征官能团吸收峰明显，证实了提取的成功。TGA 结果表明，该纤维素具有优异的热稳定性，在高温环境下仍能保持结构稳定。SEM 图像清晰展现了纤维素纤维的微观形态，其表面粗糙多孔，为肉桂醛的负载提供了丰富的位点。
抗真菌活性评估
CeCACs 对多种植物病原真菌展现出显著的抑制活性。其中，对尖孢镰刀菌、黄曲霉和黑曲霉的最小抑菌浓度（MIC）为 46.8 μg/mL，对茄病镰刀菌的 MIC 为 93.7 μg/mL，均显著低于 commercial fungicide 戊唑醇（TB）。杀菌动力学实验表明，CeCACs 可在短时间内有效杀灭真菌，其最小杀菌浓度（MFC）与 MIC 接近，显示出快速高效的杀菌特性。
作用机制探究
通过活性氧（ROS）检测、细胞膜损伤分析和凋亡相关实验，揭示了 CeCACs 的抗真菌机制。研究发现，CeCACs 可诱导真菌细胞内 ROS 大量积累，导致细胞膜脂质过氧化，破坏膜结构完整性，进而引发类似细胞凋亡的程序性死亡过程。此外，壳聚糖的包覆不仅增强了肉桂醛的稳定性，还通过其正电荷与真菌细胞膜负电荷的相互作用，促进了复合材料在真菌表面的吸附，协同提升了抑菌效果。
应用效果验证
在种子包衣应用中，CeCACs 处理的花生种子发芽率显著提高，幼苗生长健壮，且根部有益内生细菌群落丰富度增加，表明其在促进植物生长的同时，还能调节根际微生态。熏蒸实验显示，CeCACs 可有效清除花生和百香果表面的尖孢镰刀菌，为果蔬采后保鲜提供了新的技术手段。
这项研究成果具有多方面的重要意义。从资源利用角度看，将食用菌渣这一农业废弃物转化为高附加值的抗真菌材料，不仅减少了环境污染，还为农业循环经济提供了新范例。在农药开发领域，CeCACs 作为一种天然、可降解的复合抗真菌剂，有望替代部分合成杀菌剂，缓解化学农药带来的生态压力。其独特的作用机制和良好的应用效果，为植物病害防治提供了创新思路和技术支撑，助力实现可持续农业和食品安全的目标。未来，若能进一步优化制备工艺，降低生产成本，该材料有望在农业生产中得到广泛应用，为守护全球粮食安全和生态环境发挥重要作用。
