生物生成的银硒纳米复合材料作为控制柑橘溃疡病的有效且可持续的替代方案

时间：2026年2月5日

来源：Physiological and Molecular Plant Pathology

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柑橘黄龙病防治中Ag-Se纳米复合材料的研究表明，大蒜提取物合成的Ag-Se NCs在200 mg L⁻¹剂量下将感染指数从19%降至1%，同时提升叶绿素含量30%，恢复果实可溶性固形物和维生素C水平，为绿色病害管理提供新方案。

巴基斯坦拉瓦尔品第-46300，Pir Mehr Ali Shah干旱农业大学生物系

摘要

由Xanthomonas citri subsp. citri引起的柑橘溃疡病仍然是柑橘生产面临的主要挑战，这凸显了寻找传统杀菌剂替代品的必要性。在本研究中，使用大蒜（Allium sativum L.）提取物合成了银-硒纳米复合材料（Ag–Se NCs），并通过紫外-可见光谱法（UV–Vis，等离子体峰约400 nm）、扫描电子显微镜（SEM，平均粒径约73.7 nm）和能量分散X射线光谱法（EDX）/傅里叶变换红外光谱法（FTIR）对其进行了表征，以确认其元素组成和植物化学性质。在温室条件下进行的评估（每个处理组20株植物）显示，Ag–Se NCs显著降低了柑橘溃疡病的严重程度。在200 mg L^-1的浓度下，Ag–Se NCs将感染指数从对照组的19%降低到约1%，并将疾病进展曲线下的面积减少了90%以上。处理过的植物表现出更好的生理表现，总叶绿素含量增加了约80%，膜稳定性提高了约30%。生化分析表明，脯氨酸、酚类和黄酮类化合物的含量增加了90–185%，果实品质指标（如果汁含量和抗坏血酸含量）也恢复到了接近健康水平。这些结果表明，在温室条件下，大蒜介导的Ag–Se NCs可以缓解疾病症状，并促进植物的生理恢复和果实品质的提高。建议进一步开展包含机制分析、更广泛剂量响应和田间验证的研究，以确认其适用于柑橘溃疡病的综合管理。

引言

柑橘类水果（包括柠檬、橙子、柑橘和葡萄柚）是全球重要的经济作物，每年全球产量超过1.66亿吨1, 2, 3。影响柑橘生产力的因素中，由真菌、细菌、病毒和线虫病原体引起的疾病构成了重大挑战4, 5, 6, 7, 8, 9。其中，由Xanthomonas citri subsp. citri引起的柑橘溃疡病是最具破坏性的细菌性疾病之一。该病的特点是叶片、茎和果实上出现坏死斑块和黄化晕圈，导致植株活力下降，果实市场价值显著降低10, 11, 12。

柑橘溃疡病的流行病学受到环境因素的强烈影响。高温、高湿度和风驱降雨会促进感染，并加速疾病的短距离和远距离传播，在叶片生长期反复发生感染13, 14, 15。这些条件使得在气候适宜的地区特别难以控制柑橘溃疡病。

目前的管理策略依赖于卫生措施、清除受感染组织、设置防风林以及反复使用铜基杀菌剂。虽然铜喷雾能提供保护，但长期依赖铜制剂引发了关于环境积累、监管限制以及铜耐受性细菌菌株出现的担忧16, 17。这些限制表明需要更安全、可持续和更有效的疾病管理方法。

纳米技术为作物保护提供了有前景的替代方案。绿色合成的纳米颗粒利用植物提取物作为天然还原剂和表面修饰剂，制备出对环境影响较小且可能具有更好叶面稳定性的纳米材料。银和硒纳米颗粒各自都显示出抗菌或促进植物生长的特性，近期综述总结了它们在农业应用方面的进展20, 21, 22, 23, 24。然而，关于Ag–Se纳米复合材料的联合应用研究仍然有限，尤其是在多年生果树疾病的防治方面。

这一知识空白为研究大蒜介导的Ag–Se纳米复合材料提供了明确的方向。大蒜提取物中含有能够减少金属离子并稳定纳米颗粒表面的植物化学物质，可能增强其稳定性和生物活性，尽管具体机制仍需进一步研究。

因此，本研究旨在（i）表征这些纳米复合材料的物理化学性质，（ii）评估其在温室条件下对X. citri pv. citri的防治效果，（iii）评估其对Citrus limon的生理、生化和果实品质参数的影响。这些目标有助于评估绿色合成的Ag–Se纳米复合材料作为柑橘溃疡病可持续管理策略的潜力。

部分内容摘录

植物提取物的制备

使用来自经过认证供应商的大蒜粉（25克）以减少批次间的植物化学物质差异。将大蒜粉与250毫升蒸馏水混合，在80°C下持续搅拌35分钟。冷却后记录pH值（pH 6.2 ± 0.1），然后通过Whatman No. 1滤纸过滤（三次）。整个提取过程中提取物的颜色保持淡黄色。滤液储存在4°C下，并在一周内使用。所有步骤均在严格条件下完成。

纳米复合材料的合成与表征

利用大蒜提取物成功合成了Ag–Se纳米复合材料（Ag–Se NCs），并通过光谱和显微镜表征进行了验证。

结论

本研究表明，在温室条件下，大蒜介导的银-硒纳米复合材料（Ag–Se NCs）在减轻柑橘溃疡病严重程度方面具有良好潜力。这些纳米复合材料已成功合成并进行了表征，其叶面施用显著抑制了X. citri subsp. citri引起的疾病症状，并改善了多项生理和果实品质参数。这些发现表明，Ag–Se NCs有助于缓解柑橘溃疡病。

作者贡献声明

Zia-Ur-Rehman Mashwani：撰写初稿、可视化处理、数据验证。Hossam El-Beltagi：撰写、编辑、数据验证、监督。Gamal Awad El-Shaboury：撰写、编辑、数据验证、软件使用、资源准备、方法设计。Shamil Mahmudov：撰写、编辑、数据验证、软件使用、资源准备。Naveed Iqbal Raja：监督工作、软件使用、资源准备。Tauseef Anwar：撰写初稿、数据验证、软件使用、项目管理、实验设计。