纳米氧化镁诱导烟草抗青枯病的作用机理

　　

摘要：

【目的】探究纳米氧化镁（MgO NPs）诱导烟草抗青枯病的效应及其作用机制，通过整合植物地上-地下协同响应机制，为揭示纳米材料诱导植物系统抗性的分子机理提供新的研究视角。【方法】采用灌根预处理方式，结合植物防御物质测定、qRT-PCR和高通量测序等方法评价纳米氧化镁处理后感病烟草植株地上部生理生化防御应答机制和地下部烟草根际微生态的变化。【结果】300 μg·mL^-1 纳米氧化镁预处理对烟草青枯病防治效果最佳，接种后16 d的相对防效达到50.74%。与清水对照相比，纳米氧化镁预处理显著增强烟草体内的抗氧化酶活性，其中过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和多酚氧化酶（PPO）活性分别提高63.9%、61.3%、72.8%和66.4%；300 μg·mL^-1纳米氧化镁预处理后叶片脯氨酸和可溶性糖含量相比对照显著提高319.3%和131.0%，而丙二醛、过氧化氢和超氧阴离子水平相比对照显著降低；同时，纳米氧化镁预处理诱导烟草抗性基因表达量显著增强，并显著性改变烟草根际土壤微生物群落结构丰富度和多样性。与对照相比，纳米氧化镁预处理后烟草根际土壤芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）、腐质霉属（Humicola）、被孢霉属（Mortierella）、毛壳菌属（Chaetomium）等有益细菌和真菌显著富集，而雷尔氏菌属（Ralstonia）、链球菌属（Streptococcus）和镰孢菌属（Fusarium）等病原菌的相对丰度显著降低。田间验证表明，灌根施用300 μg·mL^-1 纳米氧化镁对烟草青枯病的相对防效达到53.67%。【结论】纳米氧化镁可有效防控烟草青枯病并改善烟草根际微生态，具有开发成帮助烟草抵御病原菌侵染的新型纳米抗菌剂的潜力。