植物源纳米银解锁番茄抗枯萎病新机制：绿色合成AgNPs协同促进生长与防御通路

《Scientific Reports》：Phytofabricated silver nanoparticles unlock new potential in tomato plants by combating wilt infection and enhancing plant growth

　　

在全球气候变化和粮食安全危机的双重压力下，土传病原菌造成的作物损失日益严重。番茄作为全球重要经济作物，其枯萎病(Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, FOL)可导致高达90%的产量损失，而传统化学杀菌剂面临环境残留和病原抗性等挑战。巴基斯坦拉合尔大学植物病理学系的Hina Ashraf团队创新性地利用本土植物Pongamia pinnata叶提取物，通过微波辅助绿色合成技术开发出粒径1-3.5 nm的球形银纳米颗粒(PP-AgNPs)，系统揭示了其在实验室、温室及田间条件下对番茄枯萎病的防控机制与生长促进效应，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究团队采用微波辐射90秒快速合成PP-AgNPs，通过UV-Vis、SEM/TEM、FTIR和XRD等多维度表征确认其理化特性；采用琼脂稀释法测定对F. oxysporum的抑制效果；通过qRT-PCR分析PR2、PR5等防御基因表达；结合两年田间试验评估100μg/mL最佳处理浓度对生长参数、果实品质及银积累的影响。

形态学表征显示，碱性条件(pH10)下合成的PP-AgNPs呈现均匀球形，FTIR证实其表面富含酚羟基(3263 cm^-1)和羰基(1640 cm^-1)等活性基团。体外抑菌实验表明，150μg/mL PP-AgNPs通过破坏菌丝超微结构、增加ROS积累和细胞膜通透性，实现95.4%的菌落面积抑制率。温室试验中，100μg/mL处理使番茄株高增加84%，同时将病害严重度降低至34.5%。

分子机制研究发现，PP-AgNPs处理显著激活番茄防御系统：PR2基因在根中上调2.45倍，PAL基因表达增加3.27倍，伴随SOD、POD等抗氧化酶活性提升。田间数据证实，连续两年应用100μg/mL PP-AgNPs使果实产量提高48.2%，且果实银残留量(2.29 mg/kg)远低于安全限值。金属分析显示银主要积累于根部，符合植物自我保护模式。

该研究首次系统论证植物源纳米银在作物病害综合治理(Integrated Disease Management, IDM)中的双重效益：既通过纳米特异性抗微生物机制直接抑制病原菌，又通过激活SAR(系统获得抗性)通路增强植物免疫力。微波辅助绿色合成工艺的90秒快速反应时间(传统化学法需数小时)和P. pinnata提取物的双重功能(还原剂与稳定剂)，为农业纳米制剂的规模化生产提供新思路。更重要的是，研究建立了从实验室到田间的完整证据链，其"病害防控-生长促进-食品安全"三位一体的解决方案，为应对联合国可持续发展目标(SDGs)中的零饥饿和负责任消费生产目标提供了切实可行的技术路径。未来研究可进一步优化纳米银的叶面输送系统，并探索与其他生物刺激素的协同效应。