近日，我院植物保护系刘同先教授和桂顺华副教授为共同通讯作者，农昆方向2023级在读博士研究生何康丽为第一作者，在国际著名期刊《Journal of Nanobiotechnology》（IF=10.6）在线发表了题为“Silicon-coated carbon quantum dots composite nanomaterials mediate pest resistance activation in tobacco (Nicotiana tabacum)”的研究论文。研究获得了贵州省科技计划项目、中国烟草总公司重大科技专项、贵州大学引进人才科研启动基金等项目资助。
团队基于当前植物诱导抗性策略存在稳定性差、持续作用短等局限，采用溶胶-凝胶法合成了二氧化硅包覆碳量子点复合材料（SiO2@CDs），并系统评估其在烟草抗蚜虫过程中的防控效果与机制。研究发现，SiO2@CDs可有效提升烟草的生长性状与抗蚜能力。机制研究表明，该材料不仅通过硅增强植物物理防御，还能显著提高水杨酸等防御激素水平，激活抗氧化酶活性，减轻蚜虫诱导的氧化胁迫。
此外，转录组与代谢组联合分析揭示，SiO2@CDs通过调控碳代谢、植物激素信号通路和细胞壁加固等多重机制，显著提升烟草的抗逆转录响应。环境安全性评估显示，SiO2@CDs对斑马鱼、蚯蚓、瓢虫等非靶标生物以及人体肝细胞毒性较低，表现出良好的生态安全性。该研究为纳米材料在农业绿色防控领域的应用提供了新方案，也为作物抗虫机制的深入解析提供了理论支撑。
图文：何康丽
编审：赵路玥
二审：王 明
三审：冉龙彪