分会

第五十七分会：农业化学

摘要

2019年纳米农药被IUPAC评为将改变世界的十大化学新兴技术之首，它被认为是传统化学农药和生物农药的潜在替代品。然而目前对纳米材料、病原体和植物之间的相互作用机制了解还不够深入，基于此，本研究选择了具有高度稳定、良好的生物相容性以及价格低廉等特点的纳米二氧化硅作为研究材料，探究不同形貌结构、粒径与性质的纳米二氧化硅对植物病原体的抑菌作用，通过显微可视化技术、谱学技术以及生理生化和生物相容性表征探索抗菌机制。 结果表明，不同二氧化硅纳米粒子的结构特征在很大程度上决定了它们的抗菌活性。介孔二氧化硅纳米粒子 (MSNs) 表现出最高的抗菌活性，引起致病疫霉菌的氧化应激反应和细胞结构损伤。本研究首次发现 MSNs 可选择性诱导病原细胞自发过量产生细胞内活性氧，包括羟基自由基 (•OH)、超氧自由基 (•O2−) 和单线态氧 (1O2)。胞内活性氧的产生导致细胞膜的破坏与胞内物质的释放、总呼吸强度的抑制、生理活性的降低，最终致使细胞死亡。此外，叶片和块茎抗侵染实验，盆栽试验以及植物安全性试验表明，MSNs具有高植物相容性和环境安全性，可作为有效的新型纳米杀虫剂在实际应用中使用。同时各浓度的MSNs处理均可影响马铃薯叶片的可溶性糖、叶绿素含量，刺激POD、PPO、AAO保护酶活性并表现出一定的浓度效应。这项工作为纳米二氧化硅的抗菌机理提供了新的见解，开发高效、环境友好的新型纳米杀菌剂用于马铃薯晚疫病的防治。

关键词

纳米二氧化硅;纳米农药;致病疫霉;抗菌机制;活性氧

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