烟曲霉合成生物源银纳米颗粒通过调控防御基因表达及抗氧化活性增强番茄对镰刀菌枯萎病的抗性

【字体: 时间:2025年07月06日 来源:Journal of Plant Pathology 2.2

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  为解决化学杀菌剂对健康与环境的危害问题,来自未知机构的研究人员利用烟曲霉(Aspergillus fumigatus)合成生物源银纳米颗粒(AgNPs),通过调控ACCO、RBOH1等防御基因表达,显著提升番茄对镰刀菌(Fusarium solani)的抗性。该研究证实80 μg/mL AgNPs可使病害指数降低94%,产量提升60%,并激活系统获得抗性(SAR)通路,为农业病害防控提供绿色解决方案。

  

真菌性植物病原体正通过破坏农作物威胁全球粮食安全。虽然化学杀菌剂效果显著,但其对健康和环境的负面影响亟待解决。这项突破性研究利用烟曲霉(Aspergillus fumigatus)合成的生物源银纳米颗粒(AgNPs)开辟了新途径。

这些直径38纳米、带-25.8 mV表面电荷的球形纳米颗粒,表面修饰着羟基、胺基和羰基等活性基团。在80 μg/mL浓度下展现出惊人的双重功效:不仅能清除89%的DPPH自由基,还可有效抑制尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、茄病镰刀菌(F. solani)等四种致病真菌的生长。更令人振奋的是,该浓度下种子发芽率飙升至98%。

在番茄种植实验中,AgNPs使由茄病镰刀菌引起的枯萎病指数直降94%,同时带来45%的单果增重和60%的产量提升。分子机制研究表明,AgNPs通过上调1-氨基环丙烷-1-羧酸酶(ACCO)、NADPH氧化酶(RBOH1)等关键防御基因的表达,激活了植物生长激素分泌通路,促进酚类物质和类黄酮合成,最终诱导系统获得抗性(SAR)的形成。

特别值得注意的是,土壤淋施相比叶面喷施展现出更优异的调控效果:不仅更有效将过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性恢复至正常水平,还使叶绿素含量提升200%(淋施)vs 160%(喷施),类胡萝卜素含量增加84% vs 62%。这些发现为开发环境友好型纳米生物农药提供了重要理论依据和实践指导。

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