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ICP| 西南大学丁伟教授团队发现一种纳米酶具有诱导烟草抗青枯病的活性

20247,西南大学丁伟教授团队在期刊Industrial Crops and Products(农林科学1TopIF=5.6线发表题为An environmental-friendly resistance inducer in crop protection: V2C MXene nanosheets induce plant resistance to Ralstonia solanacearum via the ET/JA signaling pathway”的研究论文。该研究初步解析了具有天然酶活性和纳米材料特性的碳化钒纳米酶(V2C-NSs诱导烟草抗青枯病分子机制

烟草青枯病是一种具有极强破坏性、隐蔽性的土传细菌性病害,其发生范围和危害程度近几年在我国不断蔓延和加重,每年给烟草行业带来较大的经济损失。当前药剂防治依然是主要的防治手段之一为减少致病菌抗药性,降低对烟田生物群落多样性和土壤环境质量的破坏。提高植物免疫成为烟草绿色防控的新思路,然而激活植物免疫离不开天然酶,一些天然PALSODCATPPO等)在植物抗病扮演着重要的角色,但其提取、加工、保存应用依然面临着许多挑战困难。自阎锡蕴院士团队首次发现磁纳米粒子Fe3O4与过氧化物酶底物发生反应以来,并首次从酶学角度研究了Fe3O4的催化效率、反应动力学和潜在机制,其研究结果Nature Nanotechnology》发表,该研究被称为纳米酶(Nanozymes)研究的奠基之作,并引起了较大的关注。纳米酶是一种具有天然酶生物催化功能的纳米材料,可作为天然酶的代替品。本研究以烟草青枯病为靶标,从学科交叉、诱导植物抗病的角度出发,成功的制备了V2C-NSs这种具有多种酶活性的MXene材料,且V2C-NSs具有较好的水溶性和优异的丁达尔效应。此外,通过室内盆栽试验酶活性测定、植物激素测定、qPCR定量和转录组测序发现V2C-NSs叶面诱导能够推迟烟草青枯病的发生,促进ROS积累,激活植物防御酶PALPODPPOSOD,并上调乙烯(ET)和茉莉酸(JA)合成以及ET/JA共同途径反应基因EFE26PDF1.2的表达,杨酸途径相关基因NPR1PR1a表达受到抑制有趣的是,转录组数据结果也显示MAPK信号通路、苯丙烷和类黄酮的生物合成也被激活,但水杨酸生物合成途径被失活。另外V2C-NSs对烟草种子、烟草生长、蚯蚓和大肠杆菌无明显毒力,具有较好的生物安全性。该研究结果不仅有助于促进纳米酶在农业病害防控上的应用,而且为烟草青枯病绿色防控提供了思路依据

西南大学植物保护学院博士生王垚为该论文第一作者,本科生梁依佳为共同第一作者,丁伟教授和重庆市烟草公司高级农艺师肖鹏为该论文共同通讯作者。研究得到了重庆市烟草专卖局科技项目(B20211NY1316)、国家自然科学基金(32202338),国家重点研发计划2022YFD1700304)、中国烟草总公司科技项目(110202101047LS-07))的资助。


撰稿:王垚  复审:李园媛 终审:唐荣发




发布时间2024-07-29 11:39:57
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