DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.02.164
本研究表明，幾丁質基納米纖維（CNFs）可以觸發幾丁質酶基因（PGIP1和CaChi2），同時提高水楊酸的含量，從而保護植物免受病原體侵害。還觀察到這種遺傳誘導與水楊酸介導的免疫反應之間的相互作用，其可以使植物免受多種病原體的侵害。采用靜電紡絲和球磨技術合成了蟹基和蘑菇基CNFs。對綠豆和辣椒預接種CNFs，并用病原菌齊整小核菌處理辣椒，用殼球孢菌處理綠豆，以蝦基CNFs作為對照。在土壤和培養基中，當CNFs接種濃度低于10mg/mL時，經處理植物的幾丁質酶基因水平均升高，以保護其免受致病性真菌的侵害。暴露于病原菌24小時后，qRT-PCR顯示，在0.1和1mg/mL的接種量下，根和莖中的II類幾丁質酶基因（CaChi2）和多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白1（PGIP1）均上調。球磨蘑菇CNFs足以觸發直徑較小（≥15nm）的膜基酶，與其他酶相比效率最高。體外分析表明，球磨蘑菇CNFs的IC50對抑制真菌的生長最為有效。進一步的觸發效應對于減少致病性真菌在這兩個物種中的傳播具有顯著影響。
圖1：（A）球磨（BM）和（B）電紡（ES）幾丁質納米纖維的FTIR分析。分析表明，在BM和ES過程中，幾丁質的原始結構得以保留。
圖2：不同來源的（A）球磨（BM）和（B）電紡（ES）幾丁質納米纖維的XRD圖譜。
圖3：幾丁質納米纖維的TGA分析：（a）球磨（BM）和（b）電紡（ES）CNFs
圖4：（A-C）球磨和（D-E）電紡CNFs的SEM分析。BM（A）蘑菇（B）螃蟹（C）蝦。ES（D）蘑菇（E）螃蟹（F）蝦。
圖5：在不同濃度的蘑菇基CNFs下，綠豆和辣椒的水楊酸濃度。
圖6：針對不同濃度的蘑菇基BM CNFs而言，（C）辣椒中CaChi2和（B）綠豆中PGIP1的基因表達。對暴露于CNFs 0和24小時后的表達進行分析，并與對照（取自生長條件與處理植物相似的野生植物）比較。（A）辣椒中的CaChi2，（B）綠豆中的PGIP1。通過Tukey檢驗對表達進行統計分析（*p<0.05表示顯著性差異；**p<0.005表示高度顯著性差異；成對比較；n=15）。
圖7：辣椒和綠豆中的CaChi2和PG1P1基因上調分別響應于不同濃度的蘑菇基BM幾丁質納米纖維。建立比較以評估上調具有劑量依賴性。
圖8：當暴露于不同濃度的螃蟹、蘑菇和蝦基CNFs時，對（A）殼球孢菌和（B）齊整小核菌的生長進行體外分析。通過GraphPad Prism 8計算的IC50顯示，殼球孢菌對螃蟹的IC50為9.87mg/mL，對蘑菇為2.28mg/mL，對蝦為12.2mg/mL。齊整小核菌對螃蟹的IC50為8.34mg/mL，對蘑菇為3.07mg/mL，對蝦為12.2mg/mL。
圖9：（a）綠豆葉子內的CNFs（冷凍干燥），（b）綠豆葉子內的CNFs（烤箱干燥），（c）綠豆莖中的CNFs（冷凍干燥），（d）綠豆莖中的CNFs（烤箱干燥），（e）綠豆根部內的CNFs（冷凍干燥）和（f）綠豆根部內的CNFs（烤箱干燥）。
圖10：（a）辣椒葉子內的CNFs（冷凍干燥），（b）辣椒葉子內的CNFs（烤箱干燥），（c）辣椒莖中的CNFs（冷凍干燥），（d）辣椒莖中的CNFs（烤箱干燥），（e）辣椒根部內的CNFs（冷凍干燥）和（f）辣椒根部內的CNFs（烤箱干燥）。
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