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大蒜提取液生物合成納米銀顆粒及其對獼猴桃致病菌的抑菌能力

2025-08-29 00:00:00衛鳳君衛鳳君趙志華付倩賴金龍李漢邯羅學剛張宇
安徽農業科學 2025年15期

開放科學(資源服務)標識碼(OSID):

Biosynthesls of Nano-sliver Parucles by Garlc Extract and Its Antibacterial Abiity Against Kiwitruit Pathogens

WEI Feng- jun1 , ZHAO Zhi-hua1,FU Qian12 etal(1.School of Life Scienceand Enginering,Southwest Universityof Science and Technology,Miayng,ican;2.EngiiRsearchCnterofioassatealsofistryofduatioouthUi of Science and Technology,Mianyang, Sichuan )

AbstractThepurposeofthisstudywastosynthesizesilvernanoparticles(AgNs)ygarlicextractandevaluateitsntibacterialactiity againstkiwifruitpathogens.Byotiingtepreparatioconditions,AgNPswithgoodmorpologndxcellntpefomancewerepaed. TheoptimumpreparationprocsssdeterindbysiglefactorsreeningombinedwithBox-Behnkenexperimentaldesign:theoctration of the garlic extract is 7% ,the reaction temperature is 80gC ,and the concentration of silver nitrate is 1.4 m mol/L. Under this condition,the particle size of AgNPs prepared is approximately 50nm ,with a high crystallinity,and the biosynthesis yield reaches about 90% . The antibacterialexperientsshowdthattemniumibitoryconcentratiosofAgNsagainstEschericacoli,Staphylocousureusnd Pseudomonas syringae were 7.813μg/mL ,15. 625μg/mL and 0.039mg/mL respectively,and the antibacterial effect was significantly enhancedwithteiceaseofteoncetioofanlr.PsiologicalmetabolicaalysisevealedthatAgsouldsuptteabilityf hecellmmbaeofdomoassguingiianticeaseintcaldutitedoublar tentofthebactera,hileasignificantdcreaseintesolubleproteincontent,terebyfetielybitingtherowthofseudomonssyin gae.Theresultsprovideewdeasndologcalmateralsforthenadplution-freologicalcontrolofpathogeniccteiaki wifruit.

Key wordsNano-silver particles; Kiwifruit pathogons;Anti-bacteria;Garlic extract liquid ;Process optimization

弼猴桃潰瘍病,由丁香假單胞菌弼猴桃致病變種浸染引起,以其作用迅速、擴散范圍廣、防治困難等特點,被列為全國森林植物檢疫對象病害[1]。對大別山弼猴桃種植區調查發現,4個鄉鎮的弼猴桃潰瘍病平均病株率高達 36% ,其中“東紅”品種的病株率達 66.9% ,嚴重影響了弼猴桃的產量和品質[2]。四川作為全球第二大獼猴桃生產地,近年來,也面臨弼猴桃潰瘍病的嚴峻威脅,尤其是“紅陽”品種,其感染率高達 95% 以上[3]。該病害通過風雨、昆蟲活動及農作活動等多種方式廣泛傳播,對植物健康構成嚴重威脅[4],而全球氣候變化更加劇了這一風險,增加了全球糧食安全的不確定性[5]。因此,探究獼猴桃潰瘍病的綠色、可持續防治方法顯得尤為重要。

弼猴桃潰瘍病的防治主要包括農藝防控、化學方法防治和生物防治等[。盡管化學防治,如使用氫氧化銅、噻霉酮、四環素等殺菌劑能有效抑制弼猴桃潰瘍病菌的生長,其中復合劑型抑菌率高達99. 14%[7] ,但長期使用會對環境造成嚴重污染,對土壤產生不可逆損傷,與國家綠色可持續發展的目標相悖。農藝防控雖然能通過改善土壤性狀、栽培條件、肥水管理等降低患病風險[8],卻難從根本上解決問題。因此,生物防治作為高效、無污染、持續性的防治手段,近年來成為研究熱點[9]。羅雙等[10]選育出弼猴桃品種“金塘一號”,不僅豐產且抗病性強,提高了弼猴桃的產量和品質;從弼猴桃體內獲得的內生菌Fusariumtricinctum在體外對弼猴桃致病菌抑制率達 59.5% ,能夠破壞細菌的細胞壁結構[11];Song等[12]研究發現,植物精油中的肉桂醛和黃芪甲醚能夠有效抑制丁香假單胞菌生長,有助于控制弼猴桃潰瘍病菌的繁殖。目前,生物防治的研究日益增多,更多聚焦于植物提取液或精油對真菌和標志性細菌的抑菌效果[13]。近年來,納米級抑菌劑備受關注,納米技術能提升生物農藥的生物活性,增強藥效,同時減少投入和降低生態毒性[14]。研究表明,納米顆粒具有良好的抑菌能力[15]。因此,筆者通過優化制備工藝及性能評估,利用植物源材料制備納米銀顆粒,將納米技術和植物源材料相結合,揭示納米銀顆粒對獼猴桃潰瘍病的抑菌效果及抑菌機制,為綠色防治弼猴桃潰瘍病提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料大蒜購于綿陽市涪城區青義鎮菜市場。大腸桿菌和金黃色葡萄球菌購于上海魯微科技有限公司。丁香假單胞菌保存于菌種庫。硝酸銀購于成都市科龍化工試劑廠。

1.2AgNPs合成工藝優化

1.2.1溶液制備。去除大蒜表皮后,放入粉碎機研磨成粉 末。放置于 -80°C 冰箱冷凍,再置于冷凍干燥機冷凍干燥, 過80 目篩,密封保存[17]

大蒜提取液制備:稱取 25.0g 大蒜粉末,加人 250mL 蒸餾水,在 100°C 下,冷凝回流 30min ,抽濾后收集濾液,獲得大蒜提取液,于 4°C 冰箱保存,備用。

硝酸銀溶液的制備:精確稱取 0.34g 硝酸銀固體,加入1L蒸餾水,配制成 2mmol/L 硝酸銀溶液,放置于棕色容量瓶中,避光保存。

納米銀的制備:取 5% 的大蒜提取液 15mL 于 250mL 的圓底燒瓶中,加入 1.2mmol/L 的硝酸銀溶液 100mL ,移至90°C 的磁力攪拌水浴鍋中水浴 1h ,得到AgNPs溶液,置于冰箱避光 4°C 保存。

1.2.2單因素優化試驗設計。大蒜提取液濃度優化:分別取1%3%5%7% 和 9% 的大蒜提取液 15mL 于圓底燒瓶中,加入 1.2mmol/L 硝酸銀溶液 100mL ,移至 90qC 的磁力攪拌水浴鍋中水浴 ,得到 AgNPs 溶液,置于冰箱避光 4°C 保存[17]

硝酸銀濃度優化:取 5% 的大蒜提取液 15mL 于 250mL 的圓底燒瓶中,分別加入 0.6,0.8,1.0,1.2,1.4mmol/L 硝酸銀溶液 100mL ,移至 90qC 的磁力攪拌水浴鍋中水浴 1h ,得到 ΔAgNPs 溶液,置于冰箱避光 4°C 保存。

溫度優化:取 5% 的大蒜提取液 15mL 于 250mL 的圓底燒瓶中,加入 1.2mmol/L 的硝酸銀溶液 100mL ,分別置于60,70,80,90,100‰ 的磁力攪拌水浴鍋中水浴1h,得到AgNPs 溶液,置于冰箱避光 保存。1.2.3響應曲面優化試驗設計。在單因素試驗基礎上,利用Design-Expert1O軟件中的Box-Behnkendesign模型進行3因素3水平試驗設計,以納米銀顆粒特征峰高為唯一響應值,得到最優制備條件[18]。1.2.4 AgNPs 的還原率測定。利用原子吸收光譜測定上清原液 Ag+ 濃度-上清液 Ag+ 濃度液中 Ag+ 含量,根據公式 X原液 Ag+ 濃度100% 計算大蒜提取液對 Ag+ 的還原率。

1.3AgNPs的理化性質表征

1.3.1 AgNPs 的分離純化。將上述制備的 AgNPs 溶液在12000r/min 轉速下離心 10min ,棄去上清液,所得固體顆粒分散于蒸餾水中,超聲清洗后,在 12000r/min 轉速下離心10min ,重復3次。再將固體顆粒分散于無水乙醇中清洗,重復3次后,再用蒸餾水清洗1次,置于 4°C 保存[19]

1.3.2AgNPs的形貌及理化特征。紫外可見光吸收光譜法:使用紫外分光光度計在 300~800nm 波長范圍內對AgNPs顆粒進行光譜掃描,得到AgNPs顆粒的特征峰[20]

AgNPs 的形貌和能譜分析法:將電導膠粘結于樣品座上,把納米銀顆粒均勻分散于電導膠上,噴金后利用掃描電鏡和能譜掃描儀觀察[21]

紅外光譜分析法:將納米銀與溴化鉀按一定比例混合,置于瑪瑙研缽中研細,混合均勻后移入壓片模具,抽真空壓片得到完整小圓片,利用紅外光譜儀進行觀察[22]

X-射線衍射分析法:利用X射線衍射儀分析AgNPs粉末的晶粒。

1.4AgNPs的抑菌性能評價

1.4.1AgNPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的毒力測定。利用紙片法觀察不同濃度AgNPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈大小;利用雙倍稀釋法測定AgNPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌(MIC)濃度和最小殺菌(MBC)濃度;利用多功能酶標儀(microplatereader)測定不同濃度AgNPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長的影響[17]1.4.2AgNPs對丁香假單胞菌的毒力測定。利用牛津杯法觀察不同濃度 AgNPs 對丁香假單胞菌的抑菌圈大小;利用雙倍稀釋法測定AgNPs對丁香假單胞菌的最小抑菌(MIC)濃度和最小殺菌(MBC)濃度;利用酶標儀測定不同濃度 AgNPs 對丁香假單胞菌生長的影響。

1.5AgNPs對丁香假單胞菌生理生化指標分析

1.5.1試驗設計。取培養至對數生長期的丁香假單胞菌液于 100mL LB液體培養基中,使菌液中菌的濃度達 106 ~107CFU/mL ,分別加入MIC、2MIC的 AgNPs ,混合均勻后于 振蕩培養,每隔 3h 取樣

1.5.2生理生化指標分析。電導率:將所取菌液在8000r/min 離心 10min ,取上清液,利用多功能電導率儀測定菌液的電導率。

可溶性蛋白:將所取菌液在 8000r/min 離心 10min ,棄去上清液,用 0.01mmol/L PBS清洗后,于高速低溫組織研磨機中研磨 10min ,離心,利用考馬斯亮藍法測定菌體中可溶性蛋白含量。

可溶性糖:將所取菌液在 8000r/min 離心 10min ,棄去上清液,用0.01mmol/LPBS清洗后,于高速低溫組織研磨機中研磨 10min ,離心,利用蒽酮-硫酸比色法測定菌體中可溶性糖含量[18] 。

1.6統計分析利用Excel2006進行計算;使用SPSS23.0進行單因素試驗分析和顯著性檢驗;使用Jade10軟件進行XRD標準卡片分析;使用AdobeIllustratorCC2017,GraphPadPrism9繪制圖表。

2 結果與分析

2.1環境因素對AgNPs合成的影響由圖1A可知,不同濃度的大蒜提取液制備的納米銀溶液均在 400~500nm 波長范圍內有明顯的特征吸收峰。當大蒜提取液的濃度低于 5% 時,吸收峰逐漸增大,峰形逐漸變窄;在大蒜提取液濃度為5% 時,達到最大值,且峰形最窄;大蒜提取液濃度為 7% 時吸光度有一定程度降低,且峰形變寬。根據Mie.G散色理論可知,吸光度越高,納米銀顆粒的產量越高;峰形越窄,生成的納米銀顆粒粒徑越集中。因此,大蒜提取液濃度為 5% 時達到最佳條件。由圖1B可知,隨著溫度的升高,納米銀顆粒的特征吸收峰逐漸變窄,吸光度逐漸增加。當溫度達到 90qC 時,吸光度達到最大值,且峰形最窄,表明 90qC 時合成的納米銀顆粒產量最大,且顆粒度最好。因此,納米銀合成的最佳溫度為 90qC 。由圖1C可知,硝酸銀濃度低于 0.8mmol/L 時,未形成納米銀顆粒;硝酸銀濃度高于 0.8mmol/L 時,呈現出濃度越高,吸光度越高,峰形越窄的趨勢。推測在此范圍內硝酸銀的含量大于消耗量,表現出濃度越高,合成量越高。因此,在此范圍內硝酸銀溶液的最佳濃度為 1.4mmol/L

2.2響應曲面優化大蒜提取液合成 AgNPs 通過Design-Expert繪制三因素交互影響 AgNPs 合成過程的曲面圖,由圖2可知,硝酸銀濃度和大蒜提取液濃度的相互作用對AgNPs的合成影響最大。根據軟件預測結果,得到合成 AgNPs 的最佳條件為溫度 80°C 、大蒜提取液濃度 7% 、硝酸銀濃度1.4mmol/L?

2.3AgNPs還原率利用原子吸收光譜測定離心后上清液中 Ag+ 含量,通過公式計算得到還原率。由表1可知,在上述條件下 AgNPs 的還原率最大為 95.39% ,最小為 76.93% 。

2.4AgNPs的理化性質表征由圖3A可知,大蒜提取液制備的納米銀顆粒多呈近球形,粒徑集中分布在 50nm 左右,分散性良好,只有少量團聚現象。由圖3B可知,納米銀顆粒中出現了 C,N,0,Al,S,Cl,Ag 元素,其中 Ag 元素形成強峰,表明大蒜提取液能夠還原 Ag+ 合成大量單質 Ag 顆粒。其中, c,Cl 元素形成較強峰,可能與大蒜提取液的成分有關,納米銀顆粒中有少量雜質未被去除。由圖3C可知,在3255和3 257cm-1 處的寬帶被指定為0-H振動,表明還原劑中存在羥基;在1633和 1636cm-1 處的寬帶被指定為 C=C 伸縮,可能是芳環的骨架振動,表明溶液中存在苯環;在1408和1 387cm-1 處的寬帶被指定為蛋白質的C-N酰胺I帶彎曲振動;在1127和 1 231cm-1 處的寬帶被指定為醇或醚的C-0伸縮振動;在1014和 1037cm-1 處的寬帶被指定為 C-O- C醚鍵的伸縮振動,存在糖類。表明大蒜提取液中的類黃酮、糖類、蛋白質等起到還原劑和封蓋劑的作用,以便形成穩定的納米銀溶液。由圖3D可知,納米銀顆粒在 38°,44° 、64°,77° 和 81° 處的衍射峰分別對應面心立方晶體結構(111)(200)(220)(311)(222)面,未出現偏移。其中強峰歸因于(111)晶面,表明制備的納米銀顆粒結晶性良好,但(311)和(222)晶面不明顯,推測顆粒中含有一定量雜質,對峰進行了一定程度的掩蓋

2.5AgNPs的性能評價由圖4可知,不同濃度的納米銀顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑制作用,且隨著納米銀顆粒濃度的增加,抑菌圈直徑顯著增加。納米銀顆粒濃度為 2.0mg/mL 時,大腸桿菌抑菌圈直徑達 11.5mm ;納米銀濃度為 10.0mg/mL 時,金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑為10.67mm 。經過納米銀顆粒處理后大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長曲線差異顯著。與對照相比,所有處理組細菌的活性均顯著低于對照組。對照組大腸桿菌在 3h 進入對數生長期, 12h 后逐漸減弱;而大腸桿菌所有處理組在 6h 后進入快速生長, 9h 達到最大值后逐漸減弱,表明納米銀顆粒處理減慢大腸桿菌的對數生長期,顯著降低細菌活性。對照組金黃色葡萄球菌在 6h 后進入對數生長期, 12h 后逐漸減弱;金黃色葡萄球菌所有處理組也在6h后進入對數生長期, 12h后明顯降低,表明納米銀顆粒通過減弱對數生長期金黃色球 菌的活性抑制金黃色葡萄球菌的生長,且 12h 后金黃色葡萄 球菌更不易存活。

表1三因素交互作用對AgNPs還原率的影響

Table1The influenceof theinteractionofthreefactorsonthereductionrateofAgNPs

注:同列不同小寫字母表示差異顯著( Plt;0.05) 。 Note:Different lowercase letters indicate significant difference at the0.05 level.

注:A.掃描電鏡 60.0k 下觀察 ΔAgNPsk 形貌、顆粒度;B.點掃能譜觀察元素種類;C.紅外觀察基團;D.XRD掃描角度 5°~90° 10°/min 。 Note:A.The morphology and particle size of AgNPsk observed under a scanning electron microscope at 60.0k ;B.The types of elements observed by scanning the energy spectrum; C. Infrared observation group;D. XRD scanning angle 5°-90° 10°/min

圖3AgNPs形貌特征及理化特性分析

Fig.3Morphology characteristics and physicochemical property analysis of AgNPs

圖4不同濃度納米銀顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果

注:A、B.不同濃度納米銀顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果圖;C、D.不同濃度納米銀顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈大小;E、F.不同濃度納米銀顆粒對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌生長的影響。不同小寫字母表示差異顯著(

NoteAB. oftheibitcetoftsholdcuf anoilrtoftcooo significant difference atthe O. O5 level.

利用雙倍稀釋法培養 24h 后,觀察 AgNPs 對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌情況,結果見表2。由表2可知,AgNPs 對大腸桿菌的最小抑菌濃度為 7.813μg/mL ,AgNPs對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為 15.625μg/mL 。培養48h 后涂布平板可得 AgNPs 對大腸桿菌的最小殺菌濃度為125μg/mL ,AgNPs對金黃色葡萄球菌的最小殺菌濃度為100μg/mL 。

綜上所述,大蒜提取液制備的納米銀顆粒具有顯著的抑菌效果,具有作為抑菌劑在生產生活中運用的潛力。

2.6AgNPs在獼猴桃潰瘍病中的應用 由圖5A和5B可

表2AgNPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度知,與對照相比,不同濃度的納米銀顆粒對弼猴桃致病菌有抑制作用,且隨著納米銀顆粒濃度的增加,抑菌圈的直徑顯著增加。納米銀濃度為 3mg/mL 時,弼猴桃致病菌抑菌圈直徑達 30.8mm 。由圖5C可知,與對照相比,經過納米銀顆粒處理后的弼猴桃致病菌的生長差異顯著。對照組細菌的活性高于所有處理組細菌的活性,表明納米銀顆粒主要通過降低弼猴桃致病菌的活性達到抑制病菌的效果。利用雙倍稀釋法培養 24h 后,觀察 AgNPs 對弼猴桃致病菌的抑菌情況,結果見表3。由表3可知, AgNPs 對弼猴桃潰瘍病菌的最小抑菌濃度為 0.039mg/mL ,培養 48h 后涂布平板可得 AgNPs 對弼猴桃致病菌的最小殺菌濃度為 1.25mg/mL 。

Table 2 The minimum inhibitory concentration of AgNPs against EscherichiacoliandStaphylococcusaureus

注:-表示24h后陰性; + 表示24h后陽性。Note:-indicates negative after 24h;+ indicates positive after 24h

注;A.不同濃度納米銀顆粒對獼猴桃致病菌的抑菌效果圖;B.不同濃度納米銀顆粒對獼猴桃致病菌的抑菌圈大小;C.不同濃度納米銀顆粒對獼猴桃致病菌生長的影響。不同小寫字母表示差異顯著( (Plt;0.05) °

圖5不同濃度納米銀顆粒對弼猴桃致病菌的抑制效果

表3AgNPs對弼猴桃潰瘍病菌的最小抑菌濃度

Table3 Theminimum inhibitory concentration of AgNPsagainst kiwifruitulcerpathogen

注:-表示24h后陰性; + 表示24h后陽性。 Note:-indicatesnegativeafter 24h;+ indicates positiveafter 24h

2.7AgNPs對弼猴桃致病菌的抑菌效果由圖6可知,對照組和處理組的電導率差異顯著,且隨著時間的增加整體呈上升趨勢, AgNPs 濃度越高,電導率越高。表明不同濃度AgNPs 處理后,弼猴桃致病菌細胞受到不同程度的損害,損害程度隨濃度的增加而增加。在 6h 時,2MIC處理組的電導率為 11.41μS/cm ,比對照組高 4.01% 。 12h 時,MIC處理組的電導率值為 11.35μS/cm ,比對照組高 1.07% 。由圖7可知,與對照組相比,所有處理組可溶性蛋白含量呈下降趨勢,推測經 AgNPs 處理后弼猴桃致病菌細胞受損,可溶性蛋白含量下降。在 24h 時,2MIC處理組可溶性蛋白含量達到最低為 0.125mg/mL ,降低了 10.71% ;MIC處理組可溶性蛋白含量為 0.126mg/mL ,降低了 10.00% 。由圖8可知,與對照組相比,所有處理組可溶性糖含量顯著上升,且 AgNPs 處理濃度越高,可溶性蛋白含量越高。推測經 AgNPs 處理后獼猴桃致病菌細胞膜破裂,內容物流出,可溶性糖含量上升。在24h 時,2MIC處理組可溶性糖含量達到最高為196.84μg/mL ,升高了3.27倍。 6h 時,MIC處理組可溶性糖含量達 82.15μg/mL ,升高了2.18倍。且隨著時間的增加,與對照組相比,MIC處理組可溶性糖含量基本維持在高于對照組2倍左右。綜上所述, ΔAgNPs 可能通過破壞弼猴桃致病菌細胞膜的完整性,導致內容物流出,進而抑制弼猴桃致病菌的生長。

圖6不同濃度 AgNPs 對獼猴桃潰瘍病菌電導率的影響 Fig.6The influence of different concentrations of AgNPs on the conductivity of kiwifruit ulcer pathogen

圖7不同濃度 AgNPs 對弼猴桃潰瘍病菌可溶性蛋白含量的影響Fig.7The influence of different concentrations of AgNPs on thesolubleproteinofkiwifruitulcerpathogen

注:不同小寫字母表示差異顯著( (Plt;0.05) 。

圖8不同濃度 AgNPs 對獼猴桃潰瘍病菌可溶性糖含量的影響 Fig.8The influence of different concentrations of AgNPs on the soluble sugar of kiwifruit ulcer pathogen

注:不同小寫字母表示差異顯著( Plt;0.05) 。

Note:Different lowercase letters indicate significant difference at the 0. 05 level.

3討論

納米技術有助于納米藥物的吸收,且具有低成本、安全、高效等優勢[23]。該研究利用大蒜提取液含有的糖類、蛋白質等基團將 Ag+ 還原為納米銀顆粒。大蒜提取液中的糖類具備還原納米顆粒前驅體的能力,其還原能力因還原性基團的不同有所差異[24];且糖類分子對納米顆粒具有一定的保護作用,能夠阻止它與其他納米簇碰撞和團聚[25]。蛋白質則可以與 Ag+ 發生吸附、還原和絡合作用[26]。進一步探索了環境因素對納米銀合成的影響,如硝酸銀濃度、提取液濃度、溫度以及時間等。結果顯示,在一定范圍內,納米顆粒的合成量隨著溫度、硝酸銀濃度以及提取液濃度的增加而增加。增溫可以加速 Ag+ 的還原速率和隨后的均勻成核過程,從而允許形成具有更小尺寸的納米顆粒[27];增加硝酸銀的濃度,則會使吸收峰的強度增加,直至還原劑被完全消耗[28]。因此,可以通過調控這些環境因素對納米銀的合成工藝進行優化,以獲得最佳合成條件。另一方面,在不同工藝條件下,大蒜提取液對 Ag+ 的還原率維持在 90% 左右,這為大批量生產納米銀顆粒提供了一種可行的思路。

抑菌結果顯示,大蒜提取液制備的納米銀顆粒具有良好的抑菌能力,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、丁香假單胞菌均有良好的抑菌效果,能夠在較低濃度下,通過延緩其進入對數生長期或降低其活性抑制細菌生長。可能是部分粒徑小于 20nm 的納來顆粒通過直接進入體內發揮作用,導致細胞損傷[29];而較大的納米銀顆粒則通過內吞作用允許納米銀顆粒進入其體內,破壞細胞膜的結構來抑制病原菌株的生長[30] 。

深入對丁香假單胞菌的抑菌機制進行探究發現,經大蒜提取液制備的納米銀顆粒作用后,菌液的電導率升高,菌體中可溶性糖含量增加以及可溶性蛋白含量降低。推測納米銀顆粒破壞了丁香假單胞菌細胞膜的通透性,導致細胞內容物流出,進而引起菌液中電導率升高以及菌體中可溶性糖含量的增加和可溶性蛋白含量的降低。Aita等[31]研究表明,納米粒子能與微生物的細胞表面相互作用,穿透細胞,導致細胞內細胞器破壞,從而達到抑菌效果。Kora等[32研究表明,納米銀顆粒能夠破壞細胞膜,增加細胞通透性,并通過細胞破壞泄漏細胞內容物。

該研究通過單因素試驗研究了環境因素對納米銀顆粒合成的影響,并利用響應曲面法優化了納米銀顆粒的合成工藝,得到持續大量生產、結晶度良好、抑菌性能顯著的納米銀顆粒,抑制弼猴桃潰瘍病的肆虐,從而保證弼猴桃的產量和品質。然而,該試驗并未深人探究納米銀顆粒對弼猴桃潰瘍病菌的抑菌機制,為了全面防治弼猴桃潰瘍病,需更深入的研究,提供更詳細的數據,并從根源上遏制弼猴桃致病菌的生長。

4結論

該研究成功利用大蒜提取液制備出約 50nm. 高結晶度的納米銀顆粒。通過單因素及Box-Behnken設計優化,確定了最佳合成條件:大蒜提取液 7% ,溫度 80°C ,硝酸銀1.4mmol/L 。所制備的納米銀顆粒通過破壞細胞膜通透性,顯著增加菌液電導率,降低可溶性蛋白并提升可溶性糖含量,有效抑制弼猴桃致病菌生長。該研究為開發天然基納米抗菌材料提供了新策略。

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