中圖分類號(hào)：S182 ;S432.4^÷4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2025）11-0091-08

層出鐮孢菌（Fusariumproliferatum）是重要的作物真菌病原，寄主廣泛，可引起我國(guó)重要糧食作物上的病害，如水稻穗腐病以及玉米鞘腐病等[1-2]，也可引起很多園藝植物病害，如香蕉冠腐病、甜瓜果腐病、冬棗果腐病等[3-5]。目前，層出鐮孢菌在美國(guó)、俄羅斯、印度等多國(guó)均有分布危害[6-8]。該病原物防控多依賴傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥，尋找新型的替代性防控思路融入病害綜合防控體系非常重要。

納米材料由于其優(yōu)良特性在農(nóng)業(yè)科技中的應(yīng)用已受到廣泛關(guān)注，如用于植物保護(hù)、作物生長(zhǎng)改良及土壤改良等，具有學(xué)科交叉屬性[9]。具體到植物病害防控領(lǐng)域，目前已有不少研究證明了包括氧化石墨烯、納米 TiO₂ 、納米 Ag 、納米 Cu 、納米CuO、納米 ZnO 及納米 MgO 在內(nèi)的各類納米材料對(duì)各類植物病原物的抑制效果[10-11] O

納米 ZnO 作為眾多納米材料中的一員，是一種無(wú)機(jī)金屬氧化物納米材料，它不僅表現(xiàn)對(duì)植物病原物良好的直接抑菌效果，還表現(xiàn)出較好的植物抗病性誘導(dǎo)及促進(jìn)作物生長(zhǎng)的屬性，具有極好的應(yīng)用潛力[12-13]。因此，納米 znO 在植物病害防控領(lǐng)域的價(jià)值于近5年受到許多植物病理學(xué)家的關(guān)注。納米z_nO 可能的核心抑菌方式目前普遍認(rèn)為有3種[14-16]。第一，納米 znO 溶出的 Zn²⁺ 對(duì)細(xì)胞造成的影響。第二，納米 znO 表面產(chǎn)生的活性氧（ROS）對(duì)細(xì)胞造成的影響。第三，納米 znO 靜電吸附到細(xì)胞上后對(duì)其造成的機(jī)械性損傷。迄今，該材料已被證明可對(duì)許多真菌病原物表現(xiàn)良好的抑制效果，如引起果蔬灰霉病的灰葡萄孢（Botrytiscinerea）、引起立枯病的立枯絲核菌（Rhizoctoniasolani）及包括層出鐮孢菌在內(nèi)的幾種鐮孢菌等[17-20]。已有研究表明，納米 ZnO 可很好地抑制真菌菌絲生長(zhǎng)[10-11] C不斷補(bǔ)充的抑菌評(píng)估及作用機(jī)制探究工作能更好地指導(dǎo)納米 ZnO 在植物病害防控中的應(yīng)用。

高通量轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)能很好地揭示病原微生物響應(yīng)抑菌材料脅迫的轉(zhuǎn)錄變化，利于進(jìn)一步深入了解材料抑菌作用機(jī)制。近年，已有許多學(xué)者利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)分析了病原微生物對(duì)各類抑菌材料的轉(zhuǎn)錄響應(yīng)。目前，納米 znO 處理植物真菌病原物后的轉(zhuǎn)錄組分析還非常少，僅有極其有限的報(bào)道[21]。該領(lǐng)域研究還需進(jìn)一步針對(duì)不同類型的植物真菌病原物進(jìn)行補(bǔ)充。

本研究旨在探究納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌的抑菌效果及作用機(jī)制，研究首先評(píng)估了納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)的抑制效果，隨后基于掃描電鏡觀察了納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌細(xì)胞形態(tài)的影響，最后基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序評(píng)估了納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌基因表達(dá)的影響。本研究的結(jié)果將進(jìn)一步補(bǔ)充納米 znO 對(duì)植物真菌病原物的抑菌效果及機(jī)理，同時(shí)也可為層出鐮孢菌引起的植物病害綜合防控提供參考。

1材料與方法

1.1 材料

本研究于2023年在遵義師范學(xué)院生物與農(nóng)業(yè)科技學(xué)院開(kāi)展。

供試菌株和納米材料：供試層出鐮孢菌菌株，由北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司購(gòu)買。供試納米 znO ，由清河縣鑫滬金屬材料有限公司購(gòu)買，其粒徑在 50～100nm 間。

試驗(yàn)儀器：SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái)，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司； YXQ-LS-50SII 全自動(dòng)高壓滅菌器，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SB-4200D超聲清洗器，寧波新芝生物科技股份有限公司；血球計(jì)數(shù)板，上海市求精生化試劑儀器有限公司；尼康DS-Fi2光學(xué)顯微鏡，尼康精機(jī)（上海）有限公司;702超低溫冰箱，Thermo FisherScientific;SPX-250恒溫培養(yǎng)箱，上海基瑋試驗(yàn)儀器設(shè)備有限公司。

1.2方法

1.2.1納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌菌絲生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)采用含毒培養(yǎng)基法，供試培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖瓊脂（potatodextroseagar，PDA）培養(yǎng)基。設(shè)置3006009001 2001 500μg/mL 共5個(gè)納米 znO 供試濃度處理組，以不含納米 znO 作為對(duì)照處理組，每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)。含毒培養(yǎng)基具體制備方法如下：首先將特定質(zhì)量的納米 znO 粉末稱量好后混入蒸餾水并在 40kHz 條件下進(jìn)行 5min 超聲處理。之后將超聲處理后的納米 znO 混合液混入液態(tài)的PDA培養(yǎng)基中做10倍稀釋以達(dá)到相應(yīng)供試濃度，對(duì)照處理則混入等體積蒸餾水。混合后的PDA培養(yǎng)基經(jīng)高溫滅菌后倒入直徑為 9cm 的無(wú)菌培養(yǎng)皿制成含毒平板，每皿倒入 10mL 培養(yǎng)基。待充分冷卻凝固后，利用打孔器制備直徑 6mm 5d 菌齡的層出鐮孢菌菌餅并接種于平板中間。接種后置于 25°C 恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行黑暗培養(yǎng)。待對(duì)照處理菌落長(zhǎng)至培養(yǎng)Ⅲ2/3時(shí)，利用十字交叉法進(jìn)行菌落直徑測(cè)量并計(jì)算菌絲生長(zhǎng)抑制率。菌絲生長(zhǎng)抑制率的計(jì)算方法如下：菌絲生長(zhǎng)抑制率 σ=σ （對(duì)照菌落直徑-處理菌落直徑）/對(duì)照菌落直徑 ×100% 。

1.2.2納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌分生孢子萌發(fā)的影響試驗(yàn)設(shè)置 300_?600?900.12001 500|μg/mL 共5個(gè)納米 ZnO 供試濃度處理組，以不含納米 znO 作為對(duì)照處理組，每個(gè)處理設(shè)置4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)觀察3個(gè)玻片。試驗(yàn)供試分生孢子濃度為 1× 10⁶ 個(gè)孢子 ^′mL 。分生孢子洗脫于培養(yǎng)5d的平板，洗脫的孢子懸浮液采用紗布過(guò)濾并用血球計(jì)數(shù)板調(diào)整濃度。試驗(yàn)將經(jīng)過(guò)超聲處理后的納米 znO 混合液滅菌后與分生孢子懸浮液按照 1：1 體積比充分混合為相應(yīng)供試濃度。每張玻片上移取 20μL 混合液并置于高濕條件下于 25°C 恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)黑暗培養(yǎng) 24h 。隨后利用光學(xué)顯微鏡觀察統(tǒng)計(jì)分生孢子萌發(fā)情況。統(tǒng)計(jì)時(shí)每個(gè)玻片觀察5個(gè)視野，每個(gè)視野觀察20個(gè)分生孢子。最后計(jì)算分生孢子的萌發(fā)率及分生孢子萌發(fā)抑制率。分生孢子萌發(fā)抑制率的計(jì)算方法如下：分生孢子萌發(fā)抑制率 Σ=Σ （對(duì)照孢子萌發(fā)率-處理孢子萌發(fā)率）/對(duì)照孢子萌發(fā)率 ×100% 。1.2.3納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌細(xì)胞形態(tài)的影響試驗(yàn)共設(shè)置2個(gè)處理組，分別是 1000μg/mL 的納米znO 處理及無(wú)納米材料的對(duì)照處理。試驗(yàn)采用“1.2.1”節(jié)描述的方法制備含毒培養(yǎng)基及層出鐮孢菌菌餅。在接種菌餅之前，將近似培養(yǎng)基大小的滅菌玻璃紙鋪于含毒培養(yǎng)基上，再將菌餅接種于玻璃紙上，以便后續(xù)取樣觀察。 25°C 恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)7d進(jìn)行取樣。樣品用 2.5% 戊二醛固定 ^4h 以上并送至遵義醫(yī)科大學(xué)電鏡室進(jìn)行后續(xù)材料處理及觀察。

1.2.4 轉(zhuǎn)錄組分析

1.2.4.1樣本的制備及取樣試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理組，分別是濃度 1000μg/mL 的納米 znO 處理及無(wú)納米材料的對(duì)照處理，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)利用25血培養(yǎng)物進(jìn)行混樣。試驗(yàn)采用“1.2.1”節(jié)描述的含毒培養(yǎng)基的方法進(jìn)行材料處理及人工接種。培養(yǎng)基上放置玻璃紙便于后續(xù)取樣。25^°C 恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)11d進(jìn)行取樣。取樣后生物樣本置于液氮中速凍并于 -80°C 保存。之后材料送至北京諾禾致源進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析。

1.2.4.2RNA的提取、cDNA文庫(kù)構(gòu)建、質(zhì)檢及測(cè)序樣本RNA采用CTAB（CetyltrimethylammoniumBromide）法進(jìn)行提取。提取之后利用Agilent2100bioanalyzer進(jìn)行RNA總量及完整性測(cè)定以進(jìn)行質(zhì)控。cDNA文庫(kù)構(gòu)建時(shí)，首先利用Oligo（dT）磁珠富集mRNA，之后在FragmentationBuffer中用二價(jià)陽(yáng)離子隨機(jī)打斷mRNA，以NEB（NewEnglandBiolabs）普通建庫(kù)方式進(jìn)行建庫(kù)。建庫(kù)完成后，對(duì)文庫(kù)進(jìn)行定量和質(zhì)檢，最后進(jìn)行Illumina上機(jī)測(cè)序。1.2.4.3轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析測(cè)序完成后首先進(jìn)行測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)控，之后利用HISAT2軟件將序列比對(duì)到參考基因組，隨后利用featureCounts軟件進(jìn)行基因表達(dá)的定量分析。定量分析后使用DESeq2軟件進(jìn)行基因的差異表達(dá)分析，最后利用clusterProfiler軟件進(jìn)行差異基因基于基因本體數(shù)據(jù)庫(kù)（geneontology，GO）及京都基因與基因組百科全書數(shù)據(jù)庫(kù)（Kyoto encyclopedia of genes and genome，KEGG）的富集分析。

1.2.5數(shù)據(jù)分析“1.2.1\"節(jié)及“1.2.2\"節(jié)中試驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用統(tǒng)計(jì)分析軟件Statistix10.0。處理間的差異采用方差分析（LSD測(cè)試）進(jìn)行檢驗(yàn)，所有差異顯著性在 α=0.05 水平進(jìn)行評(píng)估。

2 結(jié)果與分析

2.1納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌菌絲生長(zhǎng)的影響

由表1和圖1可知，納米 znO 各供試濃度處理下的菌落直徑均顯著低于對(duì)照，表明納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌的菌絲生長(zhǎng)有明顯抑制作用（ Plt;0.05） 。在試驗(yàn)的供試濃度范圍內(nèi)，納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌菌絲的抑制率隨濃度升高而增強(qiáng)，其菌絲生長(zhǎng)抑制率在 39.28%～80.43% 之間。

2.2納米 ZnO 對(duì)層出鐮孢菌分生孢子萌發(fā)的影響

由表2可知，納米 ZnO 各供試濃度處理下的分生孢子萌發(fā)率均顯著低于對(duì)照，表明納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌的分生孢子萌發(fā)也同樣有明顯的抑制作用（ Plt;0.05， 。在試驗(yàn)的供試濃度范圍內(nèi)，納米znO 對(duì)層出鐮孢菌分生孢子萌發(fā)的抑制率也同樣有隨濃度升高而升高的趨勢(shì)，孢子萌發(fā)抑制率在51.62%～72.16% 之間。2.3納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌細(xì)胞形態(tài)的影響由圖2可知，掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)納米 znO 處理的層出鐮孢菌視野表層菌絲稀疏，菌絲量與對(duì)照相比有明顯減少（圖2-A、圖2-B）。納米 znO 處理組的視野表層菌絲相比對(duì)照表現(xiàn)出明顯的形態(tài)畸變，菌絲變細(xì)（圖2-C、圖2-D）。納米 znO 處理下的分生孢子形態(tài)與對(duì)照處理中的橢圓形相比有差異，許多孢子形態(tài)有往更圓的形態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)（圖2-C、圖2-D）。

2.4層出鐮孢菌響應(yīng)納米 znO 的轉(zhuǎn)錄組分析

2.4.1測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)控及參考基因組比對(duì)由測(cè)序結(jié)果（表3）可知，納米 znO 處理和對(duì)照的原始序列均值分別是43516116及45229694，過(guò)濾后序列均值分別是40535927和43323887。所有樣本Q20值在97 7.20%～98 12% 之間，Q30 值在92.51%～94.65% 之間，GC含量在 51.81% ～52.88% 之間。參考基因組的比對(duì)率在 64.95% ～73.68% 之間。

A、B為對(duì)照以及納米ZnO處理中菌絲的生長(zhǎng)情況，比例尺 =200μm C、D為對(duì)照以及納米ZnO處理中菌絲（箭頭）及分生孢子（三角形）形態(tài)，比例尺

2.4.2差異表達(dá)基因統(tǒng)計(jì)納米 znO 處理和對(duì)照一共檢測(cè)出7614個(gè)共同表達(dá)基因，有532個(gè)基因僅在對(duì)照組中表達(dá)，有358個(gè)基因僅在納米 ZnO 處理中表達(dá)（圖3-A）。2個(gè)處理一共檢測(cè)出1271個(gè)差異表達(dá)基因，其中，納米 znO 處理相比對(duì)照有683個(gè)基因表達(dá)上調(diào)，588個(gè)基因表達(dá)下調(diào)（圖3-B）。

2.4.3差異表達(dá)基因的GO功能富集分析GO 功能富集一共分為生物過(guò)程、分子功能及細(xì)胞組成三大部分。富集分析結(jié)果以 α=0.05 作為顯著性富集的閾值。由表4可知，對(duì)于納米 zno 處理中差異上調(diào)表達(dá)基因進(jìn)行的GO功能富集分析中，在生物過(guò)程部分發(fā)現(xiàn)了12個(gè)顯著富集的條目，其中，脂質(zhì)代謝過(guò)程、有機(jī)磷酸酯分解代謝過(guò)程、細(xì)胞脂質(zhì)代謝過(guò)程、磷脂代謝過(guò)程及離子運(yùn)輸富集顯著性排名前5。脂質(zhì)代謝過(guò)程等4個(gè)條自有10個(gè)以上的基因富集。生物過(guò)程部分有許多與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)相關(guān)的條目。

由表5可知，在分子功能部分發(fā)現(xiàn)了32個(gè)顯著富集的條目，其中，作用在酯鍵的水解酶活性、主動(dòng)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性、ATP酶活性、跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性富集顯著性排名前5。作用在酯鍵的水解酶活性等17個(gè)條目有10個(gè)以上的基因富集。分子功能部分有多個(gè)與跨膜物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)的條目。未發(fā)現(xiàn)顯著富集的細(xì)胞組成的條目。

由表6可知，對(duì)于納米 znO 處理中差異下調(diào)表達(dá)基因進(jìn)行的GO功能富集分析中，在分子功能部分發(fā)現(xiàn)了20個(gè)顯著富集的條目，其中，跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性、黃素腺嘌呤二核苷酸結(jié)合、單加氧酶活性及聯(lián)合分子氧作用在單供體的氧化還原酶活性富集顯著性排名前5（表6）?？缒まD(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性等11個(gè)條自有10個(gè)以上的基因富集。分子功能部分有多個(gè)與氧化還原酶活性相關(guān)的條目。

未發(fā)現(xiàn)顯著富集的生物過(guò)程以及細(xì)胞組成的條目。值得一提的是，跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性及聯(lián)合分子氧及2個(gè)氧原子作用在單供體的氧化還原酶活性3個(gè)條目也出現(xiàn)在差異上調(diào)表達(dá)基因的GO功能富集分析中。

2.4.4差異表達(dá)基因的KEGG通路富集分析對(duì)于納米 ZnO 處理中差異上調(diào)表達(dá)基因進(jìn)行的分析中，13條顯著富集的通路中，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、氮代謝、精氨酸和脯氨酸代謝 ??β-? 丙氨酸代謝及類固醇生物合成富集顯著性排名前5（表7）。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白以及精氨酸和脯氨酸代謝2條通路有10個(gè)以上的基因富集。有多個(gè)與各類氨基酸代謝相關(guān)的通路。對(duì)于納米 znO 處理中差異下調(diào)表達(dá)基因進(jìn)行的分析中，7條顯著富集的通路，其中，過(guò)氧化物酶體、淀粉和蔗糖代謝、脂肪酸分解、脂肪酸代謝以及氮代謝富集顯著性排名前5（表8）。過(guò)氧化物酶體通路有10個(gè)以上的基因富集。有多個(gè)與能量代謝相關(guān)的通路。值得一提的是，脂肪酸分解及泛酸鹽和輔酶A生物合成這2條顯著富集的通路也出現(xiàn)在差異上調(diào)表達(dá)基因的KEGG通路富集分析中。

3討論

本研究表明，納米ZnO對(duì)層出鐮孢菌菌絲生長(zhǎng)有較強(qiáng)的抑制作用，這與前人基于各類納米 znO 在幾種鐮孢菌上觀察到的結(jié)果[18-20]一致。本試驗(yàn)中最高可達(dá) 80.43% 的菌絲生長(zhǎng)抑制率。此外，納米znO 對(duì)層出鐮孢菌分生孢子的萌發(fā)具有顯著抑制作用，最高可達(dá) 72.16% 的分生孢子萌發(fā)抑制率。在進(jìn)一步的掃描電鏡觀察中發(fā)現(xiàn)，納米 ZnO 處理可明顯減少視野表層菌絲的生長(zhǎng)量，同時(shí)表層菌絲出現(xiàn)形態(tài)變細(xì)畸變，這可能也從細(xì)胞層面部分解釋了宏觀上納米 znO 處理中菌落直徑顯著降低的原因。前人的研究也表明，納米 znO 可引起真菌病原物的菌絲細(xì)胞出現(xiàn)明顯的形態(tài)畸變[22-24]。電鏡觀察也同時(shí)發(fā)現(xiàn)，納米 ZnO 可引起分生孢子的形變，許多孢子形態(tài)有往更圓的形態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，表明該材料可能通過(guò)影響分生孢子的正常發(fā)育進(jìn)而影響其萌發(fā)率。Elshafie等也觀察到了納米 znO 對(duì)植物真菌病原物柑橘鏈格孢（Alternariacitri）分生孢子形態(tài)的影響[23]

本研究在進(jìn)一步的轉(zhuǎn)錄組GO功能富集分析中發(fā)現(xiàn)，納米 zno 處理差異上調(diào)表達(dá)的基因大量顯著富集在與跨膜物質(zhì)運(yùn)輸相關(guān)的各類條目中，如跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性以及離子運(yùn)輸?shù)?，這可能進(jìn)一步印證了納米 znO 的 Zn²⁺ 溶出的抑菌方式。從納米 znO 中溶出的 Zn²⁺ 通過(guò)跨膜物質(zhì)運(yùn)輸進(jìn)入到真菌細(xì)胞內(nèi)部，之后進(jìn)一步發(fā)揮其對(duì)細(xì)胞的毒性作用。Ghamari等通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析也發(fā)現(xiàn)許多跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)基因會(huì)在稻瘟病菌（Magnaporthegrisea）受到納米 znO 處理后顯著上調(diào)表達(dá)[21]。此外，差異上調(diào)表達(dá)的基因還顯著富集到GO條目偶聯(lián)跨膜物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的ATP酶活性及KEGG通路ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與細(xì)胞有毒物質(zhì)外排，說(shuō)明層出鐮孢菌在受到納米 znO 的外在脅迫后可能也在積極地通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)解毒。許多研究報(bào)道了抑菌物質(zhì)可誘導(dǎo)微生物ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)[25-27]。不過(guò)，前人也觀察到了納米 ZnO處理引起丁香假單胞桿菌煙草致病變種（Pseudomonassyringaepv.tabaci）大量ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相關(guān)基因的表達(dá)下調(diào)，可能說(shuō)明不同病原物響應(yīng)機(jī)制的差異[16]

許多學(xué)者認(rèn)為納米ZnO會(huì)影響微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，近年的研究也報(bào)道了納米 znO 對(duì)植物病原細(xì)菌細(xì)胞膜的破壞及伴隨的細(xì)胞內(nèi)容物泄漏[16，28-30]。本研究轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果同樣支持了納米 znO 對(duì)植物病原真菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的影響。首先，差異上調(diào)表達(dá)的基因富集在脂質(zhì)代謝過(guò)程、磷脂代謝過(guò)程、作用在酯鍵的水解酶活性還有磷脂酶活性等GO條目及脂肪酸分解KEGG通路。這可能說(shuō)明納米 znO 影響了細(xì)胞膜以磷脂為代表的脂質(zhì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。其次，GO功能富集分析中發(fā)現(xiàn)納米 znO 處理差異下調(diào)表達(dá)的基因同樣大量顯著富集在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性這個(gè)條目中，說(shuō)明層出鐮孢菌的部分跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性受到納米 znO 顯著影響。近年基于納米復(fù)合物抑菌材料 g-C₃N₄@Zn0 對(duì)辣椒疫霉（Phytophthoracapsici）進(jìn)行的差異轉(zhuǎn)錄組分析中也觀察到了差異下調(diào)表達(dá)基因顯著富集到轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性條目[31]。值得一提的是，差異上調(diào)表達(dá)基因富集到的羧肽酶活性及金屬肽酶活性等各類肽酶相關(guān)GO條目可能也說(shuō)明膜蛋白受到納米 ZnO 影響。有意思的是，GO功能富集分析還發(fā)現(xiàn)上調(diào)表達(dá)的差異基因富集在糖蛋白生物合成過(guò)程這個(gè)條目，下調(diào)表達(dá)的差異基因富集在作用于糖苷鍵的水解酶活性這個(gè)條目。KEGG通路富集分析也發(fā)現(xiàn)了上調(diào)表達(dá)的差異基因富集在類固醇生物合成通路。這可能說(shuō)明層出鐮孢菌在受到納米 znO 脅迫造成的膜損傷后在同步進(jìn)行一定的膜修復(fù)。類似的膜修復(fù)機(jī)制也在前人基于納米抑菌材料進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄組分析中提出[21，32]

GO功能富集分析還發(fā)現(xiàn)納米 znO 處理差異下調(diào)表達(dá)的許多基因富集在多個(gè)與氧化還原酶活性相關(guān)的條目中，說(shuō)明納米 z_nO 會(huì)影響層出鐮孢菌部分氧化還原酶活性，進(jìn)而可能影響該菌多種重要生命過(guò)程。相似結(jié)果同樣在納米 znO 處理稻瘟病菌的差異轉(zhuǎn)錄組分析中觀察到[2I]。此外，差異表達(dá)基因還顯著富集在黃素腺嘌呤二核昔酸結(jié)合、淀粉和蔗糖代謝、乙醛酸和二甲酸代謝、泛酸和輔酶A的生物合成、精氨酸和脯氨酸代謝 β- 丙氨酸代謝以及半胱氨酸和蛋氨酸代謝等GO條目或者KEGG通路中，這提示了納米 znO 對(duì)能量代謝以及氨基酸代謝的影響。

4結(jié)論

本研究證明了納米 znO 對(duì)層出鐮孢菌菌絲生長(zhǎng)及分生孢子萌發(fā)顯著的抑制效果。進(jìn)一步從細(xì)胞形態(tài)層面明確了納米 znO 對(duì)菌絲和孢子形態(tài)和發(fā)展產(chǎn)生的影響。最后基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)從基因表達(dá)層面發(fā)現(xiàn)了該材料會(huì)影響層出鐮孢菌跨膜物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、氧化還原酶活性及能量和氨基酸代謝。這為后續(xù)進(jìn)一步深人研究納米ZnO對(duì)植物真菌病原物的抑菌分子機(jī)制及該材料在真菌病害防控中的應(yīng)用提供了理論參考。

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