贵州大学植物免疫与外源调控抑病团队揭示纳米氧化铜增强植物对烟草花叶病毒抗性的分子机制

学术   科学   2024-06-25 09:44   北京  
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https://doi.org/10.1186/s42483-024-00250-z
烟草花叶病毒(TMV)在世界范围内造成了重大的农业质量和产量损失,在实际生产中防治非常困难。目前,已有越来越多的研究表明施用纳米材料有助于控制植物病害和提高粮食产量,在农业上具有广阔的应用前景。因此,通过纳米技术来抑制TMV在农作物上的侵染有较好潜力。该研究使用橘子皮提取物合成得到纳米氧化铜(CuONPs)具有较好抗TMV效果。进一步研究机制发现CuONPs不仅能断裂TMV病毒颗粒,而且CuONPs还能激活植物免疫,进而影响TMV在宿主植物的侵染,达到防控烟草花叶病的目的。

Phytopathology Research今日在线发表了贵州大学烟草学院植物免疫与外源调控抑病团队题为“Biosynthesis of cupric oxide nanoparticles: its antiviral activitiesagainst TMV by directly destroying virion and inducing plant resistance"的文章。CuONPs处理病毒2 h后,TMV在体外呈现明显断裂,降低了病毒对烟草植株的侵染力。无论是接种TMV前喷施CuONPs还是接种TMV后喷施CuONPs均能抑制TMV在植株体内的复制和积累。进一步研究机制发现CuONPs处理后植物的抗性相关基因(PR1、PR2、ERF1和JAZ3)的表达上调,证明CuONPs能够激活植物免疫抑制TMV。安全性实验结果表明,施用CuONPs对本氏烟没有毒性作用,相反,与对照处理相比,药剂处理过后的烟草植株的叶绿素含量、鲜重和干重都显著增加。

Fig 1. Schematic diagram of the interactions between CuONPs and TMV and the mechanisms of resistance induction by CuONPs in N. benthamiana.

该工作是贵州大学烟草学院植物免疫与外源调控抑病团队的蔡璘特聘教授和四川中烟有限责任公司技术中心周东高级工程师为共同通讯作者,硕士研究生刘帅康为第一作者。该研究得到了贵州省教育厅高等学校科学研究项目、贵州省基础研究计划、贵州省遵义烟草公司科技项目、贵州大学自然科学专业岗位专项基金和四川中烟工业有限责任公司的资助。

贵州大学烟草学院植物免疫与外源调控抑病团队主要关注茄科作物的病害防控关键科学难题和技术难题,长期开展抗病资源的开发和功能性靶向性纳米药剂创制工作,并深入研究这些纳米材料的分子调控机制。

Cite this article:

Liu, S., Tian, W., Liu, Z. et al. Biosynthesis of cupric oxide nanoparticles: its antiviral activities against TMV by directly destroying virion and inducing plant resistance. Phytopathol Res, 2024, 6, 30. https://doi.org/10.1186/s42483-024-00250-z

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Phytopathology Research是我国植物病理学科的第一本英文期刊,由中国科协主管,中国植物病理学会和中国农业大学联合主办,与Springer Nature旗下BMC合作在线出版,与中国农业大学出版社合作纸质出版,于2019年1月正式刊载文章。期刊采用开放获取形式,刊载涵盖植物病理学学科基础和应用研究,现已被DOAJ、Scopus、SCIE等数据库正式收录,2022年获得首个SCI影响因子3.955 (Q1),2023年最新影响因子3.4 (Q2);入选中国科学院期刊2区。期刊主编由中国农业大学彭友良教授担任,与全球11个国家的53位行内知名专家组成编委会。目前Phytopathology Research所有稿件处理费用(APC)均由中国植物病理学会资助,作者无需支付任何费用。官方网站:

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