近日，鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院焦湞教授團隊在大氣壓低溫等離子體對小麥赤霉病重要致病菌（禾谷鐮刀菌）生長及脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）毒素生物合成調(diào)控方面取得新進展。相關(guān)研究成果以“Effective inhibition of fungal growth, deoxynivalenol biosynthesis and pathogenicity in cereal pathogen Fusarium spp. by cold atmospheric plasma”為題，發(fā)表在工程技術(shù)類TOP期刊《Chemical Engineering Journal》。碩士研究生王御琦、李兵副研究員、商海紅研究員為并列第一作者，馬若男副教授和焦湞教授為共同通訊作者，鄭州大學(xué)農(nóng)學(xué)院為第一作者單位和通訊單位。

鐮刀菌是世界范圍內(nèi)最具毀滅性的一類植物病原真菌，不僅導(dǎo)致作物病害頻繁發(fā)生，產(chǎn)生的多種真菌毒素亦嚴重威脅人畜健康。焦湞教授團隊首次將大氣壓低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用在控制禾谷鐮刀菌生長及其減毒研究領(lǐng)域。

團隊分別在活體和離體條件下研究了低溫等離子體對鐮刀菌生長、DON生物合成、致病力的影響。體外研究表明，低溫等離子體能夠產(chǎn)生大量活性氧氮物質(zhì)，并破壞細胞膜，引起胞內(nèi)活性氧的積累、線粒體膜去極化，從而有效殺滅鐮刀菌。同時，低溫等離子體通過抑制乙酰輔酶A的產(chǎn)生、毒素小體的形成以及DON毒素合成關(guān)鍵基因的表達，從而有效降低DON的生物合成。進一步的體內(nèi)研究結(jié)果顯示，低溫等離子體既可以殺滅小麥谷粒上的真菌孢子、減少DON的產(chǎn)生，又能降低禾谷鐮刀菌對小麥胚芽鞘和穗的致病力。該研究不僅揭示了低溫等離子體殺滅鐮刀菌的效果及機制，還闡明了低溫等離子體對DON生物合成的調(diào)控機制，為低溫等離子體應(yīng)用于作物病害防治提供重要理論基礎(chǔ)。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國博士后基金及鄭州大學(xué)學(xué)科建設(shè)重點項目等的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135307