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酵母源培养滤液与纳米颗粒协同调控:缓解重金属胁迫与紫斑病防控的洋葱可持续栽培新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月01日 来源:European Journal of Plant Pathology 1.9
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为解决干旱污染土壤中洋葱紫斑病(Alternaria porri)与重金属(HMs)毒性的双重胁迫,研究人员开发了源自Filobasidium wieringae和Pichia kluyveri的培养滤液(CFs)联合应用技术。该技术通过抑制病原菌水解酶(纤维素酶/蛋白酶等)分泌、提升抗氧化酶(POD/SOD/CAT)活性及防御基因表达,同步实现病害防控与HMs毒性缓解,为退化农业生态系统提供了绿色可持续解决方案。
这项突破性研究揭示了两种酵母菌(Filobasidium wieringae和Pichia kluyveri)培养滤液(CFs)在逆境农业中的双重功效。体外实验显示,CFs能强力抑制紫斑病病原菌(Alternaria porri)的菌丝生长,其协同作用使纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶等水解酶活性降低达显著水平。温室试验中,CFs处理组不仅病害严重度降低,还意外发现锌纳米颗粒的增效作用——这或许暗示着纳米材料与微生物代谢产物的奇妙协同。
通过气相色谱-质谱(GC-MS)解析,Pichia kluyveri产生的挥发性有机化合物(VOCs)种类尤为丰富,包含多种能激活植物防御的酮类和酯类物质。在分子层面,CFs处理显著上调了洋葱的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,总酚类和脯氨酸含量提升2.3倍,防御相关基因表达量激增。更令人振奋的是,土壤理化性质同步改善——pH和电导率趋于正常化,重金属(HMs)在植物体内的迁移率下降47%。
该研究开创性地将微生物代谢调控与纳米技术结合,如同为作物构建"双护盾":一面抵御生物胁迫(病原菌),一面化解非生物胁迫(重金属)。这种"一石二鸟"的策略,或许将成为退化耕地修复的新范式,让洋葱在污染的土壤中也能绽放生机。
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