绿色合成珍珠链状氧化铁纳米/亚微米颗粒的抗菌与种子引发应用研究

本研究针对传统农药化肥的环境危害问题，采用诺丽果提取物绿色合成Fe2O3-NSMP，通过TEM/XRD等表征证实其50-250 nm珍珠链状结构，展现对金黄色葡萄球菌(23 mm抑菌圈)和大肠杆菌(13 mm)的强效抗菌性，并通过种子引发显著提升豇豆幼苗盐胁迫下的脯氨酸(21%)和抗氧化物质水平，为农业可持续发展提供新型纳米解决方案。

　　

随着全球人口预计2030年达85亿，粮食需求激增50%的压力使农业可持续发展面临严峻挑战。传统化肥农药的过度使用导致土壤退化与环境污染，亟需开发新型绿色农业技术。纳米材料因其独特理化性质成为解决方案之一，但化学合成法产生的有毒副产物限制了其应用。在此背景下，印度马拉·阿塔纳修斯自治学院（Mar Athanasius College (Autonomous)）的研究团队创新性地利用诺丽果（Morinda citrifolia）提取物绿色合成珍珠链状氧化铁纳米/亚微米颗粒（Fe₂O₃-NSMP），研究成果发表在《Results in Surfaces and Interfaces》期刊。

研究采用紫外可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等技术表征材料，通过抑菌圈实验评估抗菌性，并建立豇豆盐胁迫模型分析农用价值。关键发现包括：

3.1 材料表征
TEM显示50-250 nm的珍珠链状结构，XRD在2θ=24.58°等位置的特征峰证实α-Fe₂O₃晶型形成，FTIR中3292 cm^-1羟基峰位移表明植物多酚参与还原过程。

3.2 抗菌应用
对金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性）的抑菌圈达23 mm，优于氯霉素（13 mm），150 mM浓度可实现完全杀菌（MBC），其机制可能与纳米颗粒破坏细菌膜结构有关。

3.3 盐胁迫耐受
种子引发使豇豆在70 mM NaCl胁迫下：

• 膜损伤标志物MDA降低40%
• 抗坏血酸（Ascorbate）和谷胱甘肽（Glutathione）分别提升227%和150%
• 渗透调节物质脯氨酸增加21%，可溶性糖累积达对照的4.9倍

该研究首次实现诺丽果提取物绿色合成Fe₂O₃-NSMP，其双功能特性（抗菌+抗逆）为纳米农业提供了新思路。通过规避化学合成毒性，同时解决作物病原菌防控和盐碱地种植两大难题，符合联合国可持续发展目标。未来需进一步评估长期生态安全性，但已展现出替代传统农用化学品的潜力。