深圳大学郝凌云老师团队在《Pest Management Science 》发表名为"Green synthesis of silver nanoparticles using fermentation extracts from a mangrove soil bacterium: morphological characterization, and antifungal activities against rice blast fungus" 的期刊论文。该团队以红树林来源铜绿假单胞菌 R64 发酵提取物（RFE）作为还原剂、封端剂，绿色合成生物银纳米粒 RFE-AgNPs；系统表征纳米理化结构，从离体菌丝、孢子、附着胞、离体叶片侵染、信号代谢通路多层次解析抗稻瘟病菌机理，同时以卤虫为模式生物评价环境安全性，对比化学农药、商用银纳米粒凸显低毒优势。
发表日期：2025年11月08日
关键词：红树林土壤细菌；天然产物提取物；生物合成银纳米粒；稻瘟病抑制；生态毒性
稻瘟病菌（Pyricularia oryzae）引发的稻瘟病几乎在所有水稻种植区均有发生，每年可造成 20%–30% 的粮食减产。银纳米粒（AgNPs）凭借优异广谱抗菌活性与理化特性备受关注，已在生物医药、农业多领域投入应用。本研究以香港米埔红树林土壤分离得到的铜绿假单胞菌 R64 为材料，前期预实验证实该菌株发酵液提取物对多种植物细菌、真菌均具备广谱抑菌活性；本研究采用该菌发酵提取物（RFE）生物合成银纳米粒 RFE-AgNPs，借助紫外可见光谱、高分辨透射电镜联合能谱完成纳米材料系统表征，全面探究该生物银纳米粒对稻瘟病菌的抑菌效果与潜在作用机制，同时将其与市售稻瘟灵、两种商用银纳米粒对比，以卤虫为模式生物开展生态毒性评价。本研究建立一套依托海洋微生物天然产物绿色合成银纳米粒的新方法，证实该生物纳米粒用于稻瘟病绿色防控的应用潜力，为可持续植保方案提供新思路。图1通过不同反应时长、不同浓度发酵提取物对应的紫外 - 可见光谱及溶液直观颜色变化完成 RFE-AgNPs 合成工艺优化，410 nm 处银纳米特征等离子共振吸收峰强度随反应时间与 RFE 浓度升高而增强，纯硝酸银与纯提取物对照组无特征吸收，确定 2 mg/mL 提取物、反应 48 h 为最优制备条件。图2借助透射电镜、粒径统计、能谱与高分辨晶格成像表征纳米形貌与晶体结构，证实产物为平均 19.24 nm、分散均匀类球形银纳米颗粒，能谱检测出银元素，晶格条纹匹配银单质 (111)(200) 晶面。图3平板培养结合光镜、扫描电镜观测显示 20 μg/mL RFE-AgNPs 可使稻瘟菌菌丝生长抑制率达 77%，处理后菌丝皱缩塌陷、细胞壁破损。图4设置浓度梯度观察孢子萌发、芽管延伸与附着胞形成，证实纳米制剂呈剂量依赖性抑制，20 μg/mL 处理组孢子萌发与附着胞生成率大幅下降。图5采用大麦、离体水稻叶片进行侵染试验，低浓度即可显著缩小病斑面积，高浓度完全阻断病害发展，显微统计显示叶片内侵入型菌丝占比显著降低。图6通过尼罗红、碘单染追踪孢子脂质与糖原分布，结合甘油膨压破裂试验，发现制剂干扰两类储能物质转运降解，致使附着膨压不足、丧失侵染能力图7外源添加 cAMP 与 IBMX 通路回补试验表明 RFE-AgNPs 可抑制稻瘟菌 cAMP 信号通路，该通路是附着胞发育关键调控通路。图8以卤虫为模式生物开展急性毒性对比，同等浓度下稻瘟灵、商用 2 nm/10–15 nm 银纳米粒致死率远高于 RFE-AgNPs，200 μg/mL 高浓度下卤虫存活率仍超 75%。该研究利用红树林来源铜绿假单胞菌 R64 的发酵提取物 RFE 作为绿色还原剂与包覆稳定剂，在温和避光条件下生物合成银纳米粒 RFE-AgNPs，紫外可见光谱、TEM、EDS 及高分辨晶格表征结果证明所得纳米颗粒为分散均匀的类球形单质银，平均粒径 19.24 nm；离体平板试验显示 20 μg/mL 的 RFE-AgNPs 对稻瘟病菌菌丝生长抑制率可达 77%，并能呈剂量依赖性抑制病菌孢子萌发、芽管伸长与侵染必需的附着胞形成，离体大麦、水稻叶片侵染试验进一步证实该纳米制剂可显著缩小病斑面积、降低植株组织内侵入菌丝占比；分子机理层面，染色与膨压检测证明 RFE-AgNPs 会干扰孢子内脂质、糖原的转运降解，削弱附着胞膨压，外源 cAMP 与 IBMX 回补试验证实其同时靶向阻断调控附着胞发育的 cAMP 信号通路，通过多重途径削弱稻瘟病菌致病性；卤虫急性生态毒性试验对比稻瘟灵与两种商用银纳米粒后发现，RFE-AgNPs 水生毒性显著更低，200 μg/mL 高浓度下卤虫存活率仍高于 75%；该生物合成银纳米粒制备工艺绿色简便、兼具多重抑菌靶点与低环境风险，可作为环保型纳米农药用于稻瘟病防控，后续可推进发酵与纳米合成工艺放大、田间药效试验及土壤长期生态安全性评估，推动其农业实际应用。文章题目：Green synthesis of silver nanoparticles using fermentation extracts from a mangrove soil bacterium: morphological characterization, and antifungal activities against rice blast fungus.
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