芒果中氧化铜纳米粒子的绿色合成农业病害管理解决方案
一个研究小组成功地从芒果 (M. indica) 叶提取物中合成了绿色氧化铜纳米粒子 (CuO.NPs)。CuO.NPs 对革兰氏阳性菌和阴性菌表现出强效活性,并对柿子果实病原体具有杀菌作用。这一进步对农业具有重要价值,提供了一种生物相容性和环保的方法来对抗植物病原菌。该技术的未来应用可能会彻底改变农作物的病害管理,从而有可能提高农业生产力和可持续性。
由于预计 2005 年至 2050 年期间全球农作物需求将翻一番,因此需要可持续地增加农业产量。然而,植物病原体的快速繁殖威胁着粮食供应的可持续性。农作物生产严重依赖合成农用化学品来对抗植物疾病,但这种方法会造成环境危害和病原体抗性。
这些问题凸显了创新、环保的疾病控制方法的必要性。最近,人们对各种抗菌纳米颗粒的绿色合成进行了大量研究。铜是一种用于农业对抗病原体侵袭的高性能金属,但受到的关注较少。
2024 年 6 月 3 日《水果研究》上发表的一项研究旨在合成环保且经济可行的 M. indica 介导的 CuO.NPs,以开发可持续的、生物相容性的植物病原体管理解决方案。
首先,利用印度紫花苜蓿叶提取物合成氧化铜纳米粒子 (CuO.NPs),通过颜色从黄色变为铜红色来确认合成。然后,使用 FTIR、XRD 和 TEM 观察生物合成的光谱和形态表征。
FT-IR 分析证实绿色合成的 CuO.NPs 中存在 CN 和 OH 等功能基团,具有有效抑制病原体生长的潜力。使用 XRD 来证明纳米粒子的结晶性质和大小,采用 Scherrer 公式。TEM 分析表明 CuO.NPs 呈现球形形态,分散有效,不会聚集,尺寸范围为 40-80 纳米。
此外,在体外和体内评估了不同剂量(30、60 和 100 μg·mL −1)的 CuO.NPs 的抗菌活性。CuO.NPs 对大肠杆菌 (E. coli) 和金黄色葡萄球菌 (S. aureus) 表现出显著的抗菌活性,剂量越高,抑制区越大。在柿子上测试了体内抗真菌活性,其中 CuO.NPs 显著降低了发病率。
此外,纳米粒子还表现出与抗坏血酸相当的强抗氧化活性。这些结果表明,绿色合成的 CuO.NPs 具有巨大的潜力,可用作农业中环保、经济高效的抗菌剂。
据该研究的首席研究员程松介绍,“这项研究为进一步研究金属纳米粒子在植物病理学和农业等重要领域的应用提供了新途径。使用这种环保的生物纳米粒子方法可能有助于减少甜果中的真菌感染,并提高农民的社会经济地位。”
总之,这项研究展示了使用印度大麻叶提取物绿色合成 CuO.NPs 的方法。通过 FTIR、XRD 和 TEM 表征,CuO.NPs 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出显著的抗菌活性,对稻瘟病菌具有杀菌作用,并且具有很强的抗氧化性能。这些发现凸显了环保型 CuO.NPs 作为农业中经济高效的抗菌剂的潜力。
未来的研究应侧重于优化合成、扩大应用和扩大生产规模以增强可持续作物保护。
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