辣椒(Capsicum annuum L.)是重要的经济和农业作物之一,因辣椒疫霉引起的疫病对辣椒生产构成了毁灭性的威胁,导致对嘧菌酯等化学杀菌剂的严重依赖。然而,辣椒疫霉对杀菌剂抗药性的快速演变和传统农用化学品的环境风险迫切需求可持续的替代品。通过化学方法设计合成纳米硒(nano-Se)用于防治辣椒疫霉侵染。与嘧菌酯和小檗碱相比,nano-Se具有更加优良的生物活性(EC50=8 mg/L)和防治效果。
纳米硒(nano-Se)直接导致辣椒疫霉菌丝体的过氧化损伤,导致细胞渗漏、生物代谢抑制进而细胞死亡。辣椒植株中nano-Se的双向传导增强其抗氧化能力。同时调节香豆素和苯丙烷的生物合成途径,增加次级代谢物香豆素(6-硝基香豆素、6-羟基香豆素)、植物激素(JA、SA)和酚酸(阿魏酸、芥子酸)的含量,其中6-硝基香豆素(10 mg/L)通过氧化还原动态平衡和次级代谢的双重调节显示出其对辣椒疫霉的抑制作用。
纳米硒重塑了根际微生物群落和结构,丰富了对植株有益的微生物群落,通过将香豆素介导的活性物质与微生物群落相结合,提高了辣椒对辣椒疫霉的抗性。该研究为解决土传病害和化学农药的环境危害问题提供了新的思路。
该成果以“Nanoselenium-driven reduction in chemical fungicide usage: Eco-safety enhancement in pepper Phytophthora capsici control”为题发表在Pesticide Biochemistry and Physiology期刊(中科院一区,IF=4.0)上,海南大学热带农林学院张芷嘉(2022级植物保护学硕,2025级作物学博士)为该论文第一作者,孙然锋教授、李栋副研究员为论文通讯作者。该论文得到中国农业大学潘灿平教授的指导建议。本研究得到了海南省自然科学基金(325QN229)的支持。
论文原文链接:https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2025.106639
(图文:孙然锋,审核:王睿)