源自曲霉的β-葡聚糖纳米颗粒：番茄枯萎病防治与植株生长的双重策略

本文创新性地从海洋藻类共生真菌Aspergillus awamori中提取β-葡聚糖并制备纳米颗粒（β-glu-n），通过NMR、IR、TEM等技术证实其35±6.0 nm的球形结构及-38.40 mV的稳定zeta电位。研究发现β-glu-n对番茄枯萎病病原菌Fusarium oxysporum f.sp. lycopersicum抑制率达92.67%，并通过促进Rubisco酶活性（54.5 kDa）和诱导14-23 kDa新蛋白表达，显著提升番茄种子活力指数（2060）及侧根发育，为农业纳米生物制剂开发提供新思路。

　　

海洋真菌衍生的纳米武器：破解番茄枯萎病困局

2 材料与方法
从印度农业研究所（IARI）获得番茄枯萎病原菌Fusarium oxysporum，自泰米尔纳德邦采集海洋绿藻Ulva lactuca分离得到内生真菌UL。通过ITS序列分析（99.5%相似度）鉴定为Aspergillus awamori（NCBI登录号MH920241.1）。采用碱热法提取菌丝体β-葡聚糖（m-β-glu），经三聚磷酸钠（TPP）交联制备纳米颗粒（β-glu-n）。

表征技术显示：¹H NMR在4.50-4.68 ppm出现β-1,6糖苷键特征峰，FTIR在892 cm^-1显示β-构型特征吸收。动态光散射（DLS）测定粒径85.3 nm（PDI=0.284），HR-TEM观测到35±6.0 nm的球形颗粒，XRD在22θ=25.06°出现典型结晶衍射峰。

3 结果与讨论
3.1 纳米颗粒特性
β-glu-n表面磷酸基团（OH-P=O）在2508 cm^-1的特征振动证实TPP成功交联。负电性表面（-38.40 mV）赋予胶体稳定性，紫外吸收峰389.45 nm表明表面等离子共振效应。这种纳米结构使其能穿透植物气孔和根系表皮，比菌丝体葡聚糖更具生物可利用性。

3.2 病原抑制效能
离体实验中，50 μL β-glu-n使F. oxysporum菌落抑制率达92.67%，远超m-β-glu的62.35%。离体叶片实验显示，处理组15天内完全抑制病斑扩展，而对照组100%发病。机制可能涉及：①纳米颗粒破坏真菌细胞壁β-1,3-葡聚糖网络；②诱导活性氧（ROS）爆发；③激发系统获得抗性（SAR）。

3.3 促生长效应
温室实验中，β-glu-n处理使番茄种子发芽率达100%，侧根数量增加206%，幼苗活力指数提升58%。电泳分析发现处理组叶片特异表达14/19/23 kDa新蛋白，54.5 kDa的Rubisco大亚基含量显著增加。这表明纳米颗粒通过：①延缓Rubisco降解维持光合效率；②调控赤霉素/乙烯代谢途径；③促进氮同化关键酶活性。

3.4 蛋白组变化
SDS-PAGE揭示β-glu-n处理组出现14-23 kDa新条带，可能与病程相关（PR）蛋白有关。Rubisco含量增加印证了纳米颗粒通过维持卡尔文循环关键酶活性，提升碳同化效率。这种"纳米肥料"效应使叶片氮含量提高35%，为植物提供持续抗病能量。

4 结论
该研究开创性地将海洋真菌β-葡聚糖纳米化，其双重功能体现在：①通过物理破坏和免疫激活抑制土传病原菌；②作为纳米载体促进养分吸收和光合作用。未来需开展田间试验验证环境行为，并探索其与根际微生物组的互作机制。这种生物源纳米制剂为替代化学农药提供了可持续解决方案，在智慧农业中具有广阔应用前景。