日前,我中心将光动力方法应用到植保抗菌方面,取得了开创性的进展,相关成果以“Inhibition of citrus canker pathogen by photosensitizer assisted with sunlight irradiation”为题 ,发表于Frontiers in Microbiology期刊(DOI: 10.3389/fmicb.2020.571691)。
植物细菌性病害严重影响农产品的产量与质量,造成了严重的经济损失。由细菌病原体黄单胞杆菌属(Xanthomonas citri subsp. citri(Xcc))引起的柑橘溃疡病是柑橘产业常见的细菌性病害,会造成树叶与果实的掉落,在全球范围内影响着柑橘产业的经济价值。在植物病害防治过程中,化学农药如噻菌铜、叶枯唑、硫酸链霉素等药物是防治病害的主要手段。大量使用的化学农药不仅会造成病菌产生抗性,而且会造成药物的高残留。随着人们生活的提高,人们对于人体健康、食品安全、环境安全的诉求越来越强烈。因此,传统的化学药剂已不能满足现代农业的植物病虫害防控的需求,开发高效、安全低毒、环境友好的新型农药有着重要的意义。
在近几年中,抗菌光动力疗法(aPDT)是一种新的杀灭广谱的微生物,包括细菌、酵母菌、霉菌、病毒以及寄生生物的治疗方法。该方法的一个强大优势是可以高效地杀死微生物,而且不容易产生耐药性。
在这项研究中,本中心的博士生蒋利宾将光动力方法应用到农业抗菌领域中,提供一种低毒、高效的植物病害防治用复合抗菌药剂。有机光敏剂硼二吡咯亚甲基(BODIPY)的衍生物在540 nm附近具有最大吸收光谱,接近在海平面条件下的太阳最大辐射波长 (520 nm),因此可以利用太阳光直接产生活性氧杀灭病菌,而且,光敏剂的用药量是铜类化学农药用药量的不到10%!同时,酞菁作为复合抗菌药剂的佐剂,提高了BODIPY衍生物的光稳定性。
这项研究工作有重大的应用价值,能够减少化学品在环境中的积累、减弱病原微生物的耐药性,克服了普通杀菌剂高残留、高污染、易产生抗性等缺陷。
该研究工作是在我中心黄明东、袁彩、刘见永老师指导下完成,蒋利宾为第一作者,刘玉蓉同学参与了科研工作。该项成果是和福建农林大学的邹华松课题组合作完成的,并得到了国家科技部(2017YFE0103200)、国家自然科学基金(31370737,31400637,31570745,31670739)和福建省自然科学基金(2018J01897和2018J01729)的资助。