分會

第五十七分會：農(nóng)業(yè)化學(xué)

摘要

2019年納米農(nóng)藥被IUPAC評為將改變世界的十大化學(xué)新興技術(shù)之首，它被認(rèn)為是傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥和生物農(nóng)藥的潛在替代品。然而目前對納米材料、病原體和植物之間的相互作用機(jī)制了解還不夠深入，基于此，本研究選擇了具有高度穩(wěn)定、良好的生物相容性以及價格低廉等特點(diǎn)的納米二氧化硅作為研究材料，探究不同形貌結(jié)構(gòu)、粒徑與性質(zhì)的納米二氧化硅對植物病原體的抑菌作用，通過顯微可視化技術(shù)、譜學(xué)技術(shù)以及生理生化和生物相容性表征探索抗菌機(jī)制。 結(jié)果表明，不同二氧化硅納米粒子的結(jié)構(gòu)特征在很大程度上決定了它們的抗菌活性。介孔二氧化硅納米粒子 (MSNs) 表現(xiàn)出最高的抗菌活性，引起致病疫霉菌的氧化應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷。本研究首次發(fā)現(xiàn) MSNs 可選擇性誘導(dǎo)病原細(xì)胞自發(fā)過量產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)活性氧，包括羥基自由基 (?OH)、超氧自由基 (?O2?) 和單線態(tài)氧 (1O2)。胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生導(dǎo)致細(xì)胞膜的破壞與胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、總呼吸強(qiáng)度的抑制、生理活性的降低，最終致使細(xì)胞死亡。此外，葉片和塊莖抗侵染實(shí)驗(yàn)，盆栽試驗(yàn)以及植物安全性試驗(yàn)表明，MSNs具有高植物相容性和環(huán)境安全性，可作為有效的新型納米殺蟲劑在實(shí)際應(yīng)用中使用。同時各濃度的MSNs處理均可影響馬鈴薯葉片的可溶性糖、葉綠素含量，刺激POD、PPO、AAO保護(hù)酶活性并表現(xiàn)出一定的濃度效應(yīng)。這項(xiàng)工作為納米二氧化硅的抗菌機(jī)理提供了新的見解，開發(fā)高效、環(huán)境友好的新型納米殺菌劑用于馬鈴薯晚疫病的防治。

關(guān)鍵詞

納米二氧化硅;納米農(nóng)藥;致病疫霉;抗菌機(jī)制;活性氧

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