壳聚糖纳米分散体系抑制植物病原真菌的作用机制研究

壳聚糖具有广谱抑菌性，能够有效抑制多种植物病原真菌的生长和繁殖，但其确切的抑菌机理至今仍未确定，已经严重制约壳聚糖的研究和应用。本项目采用壳聚糖纳米分散体系这一新型的研究介质，以小麦赤霉病菌、烟草赤星病菌等多种重要植物的病原真菌为研究对象，研究壳聚糖纳米球对植物病原真菌的菌丝生长、孢子萌发、孢子接合管（CAT）融合的影响；通过抑菌试验筛选对壳聚糖纳米球的敏感菌株和耐受菌株，研究不同因素对壳聚糖纳米球抑制敏感菌株活性的影响；以细胞膜功能为切入点，研究敏感菌株在壳聚糖纳米球作用下的超微形态、细胞膜通透性、细胞壁降解酶活性和细胞膜膜脂过氧化程度的变化，深入分析抑菌作用过程中壳聚糖纳米球对真菌细胞膜的作用机理；分析敏感和耐受菌株质膜中各组分与其敏感性的关系，寻找潜在的作用位点。研究结果对于揭示壳聚糖的抑菌机理具有重要科学意义，将为今后壳聚糖对植物真菌病害防治新策略制定与关键技术的研发奠定理论基础。

植物病害一直是农作物优质高产的重要制约因素之一，70%-80% 的病害是病原真菌侵染所引致的。长期以来对农作物真菌病害的防治一直以化学防治为主，但农药的反复施用不可避免地带来环境污染与农产品农药残留问题，影响着环境和人类身体健康。天然高分子化合物壳聚糖在农业上已用于制作高效绿色农药，但其确切的抑菌机制尚不清楚。本项目在前期研究基础上，研究了壳聚糖纳米分散体系对植物病原真菌的抑制作用规律，包括不同因素对壳聚糖纳米分散体系抑菌作用的影响，壳聚糖纳米分散体系对敏感病原菌菌丝生长、孢子萌发的影响。分别在光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、荧光显微镜下，观察壳聚糖纳米分散体系与敏感菌株的相互作用及菌株的形态变化，敏感菌株胞内核酸蛋白外渗情况，分析壳聚糖诱导敏感菌株蛋白差异表达的作用，比较敏感菌株和耐受菌株在脂肪酸组成上的差异，具有进一步深入研究的价值。本项目已正式发表论文6篇，其中SCI源刊5篇，会议摘要1篇。培养硕士研究生2名，完成了既定目标。本课题的研究对今后深入探索壳聚糖在植物保护和农业病害防治中的开发利用奠定了良好的基础。