近日，郑州大学农学院焦浈教授团队在大气压低温等离子体对小麦赤霉病重要致病菌（禾谷镰刀菌）生长及脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒素生物合成调控方面取得新进展。相关研究成果以“Effective inhibition of fungal growth, deoxynivalenol biosynthesis and pathogenicity in cereal pathogen Fusarium spp. by cold atmospheric plasma”为题，发表在工程技术类TOP期刊《Chemical Engineering Journal》。硕士研究生王御琦、李兵副研究员、商海红研究员为并列第一作者，马若男副教授和焦浈教授为共同通讯作者，郑州大学农学院为第一作者单位和通讯单位。

镰刀菌是世界范围内最具毁灭性的一类植物病原真菌，不仅导致作物病害频繁发生，产生的多种真菌毒素亦严重威胁人畜健康。焦浈教授团队首次将大气压低温等离子体技术应用在控制禾谷镰刀菌生长及其减毒研究领域。

团队分别在活体和离体条件下研究了低温等离子体对镰刀菌生长、DON生物合成、致病力的影响。体外研究表明，低温等离子体能够产生大量活性氧氮物质，并破坏细胞膜，引起胞内活性氧的积累、线粒体膜去极化，从而有效杀灭镰刀菌。同时，低温等离子体通过抑制乙酰辅酶A的产生、毒素小体的形成以及DON毒素合成关键基因的表达，从而有效降低DON的生物合成。进一步的体内研究结果显示，低温等离子体既可以杀灭小麦谷粒上的真菌孢子、减少DON的产生，又能降低禾谷镰刀菌对小麦胚芽鞘和穗的致病力。该研究不仅揭示了低温等离子体杀灭镰刀菌的效果及机制，还阐明了低温等离子体对DON生物合成的调控机制，为低温等离子体应用于作物病害防治提供重要理论基础。

该研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后基金及郑州大学学科建设重点项目等的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135307