吸水涂层可以防止生锈吗?这似乎有悖常理，但当涉及到大豆植物和锈病时，日本的研究人员发现，涂上一层使叶子表面吸水的涂层有助于防止感染。
在本月发表在《植物科学前沿》上的一项研究中，筑波大学的研究人员发现，用纤维素纳米纤维涂覆大豆植物叶子会使叶子表面从拒水变为吸水，并提供对亚洲大豆锈病的抵抗力。
锈病是植物病害，得名于受感染植物表面的粉状锈病或棕色真菌孢子。亚洲大豆锈病 (ASR) 是大豆植物的一种侵袭性病害，估计导致作物产量损失高达 90%。ASR 是由厚壁斑霉病菌引起的，这是一种真菌病原体，需要活的植物宿主才能生存。及时施用杀菌剂是目前田间防治ASR的唯一途径。但杀菌剂的使用可能存在问题，导致负面环境影响、生产成本增加和杀菌剂抗性病原体。
“我们研究了纤维素纳米纤维 (CNF) 作为控制 ASR 的替代方法，”该研究的资深作者 Yasuhiro Ishiga 教授说。“具体来说，我们想知道用 CNF 涂覆大豆植物叶子是否能保护植物抵抗 P.pachyrhizi。”
在分离 CNF 的可用方法中，水逆碰撞 (ACC) 已被证明会改变表面的亲水性(吸水性)和疏水性(拒水性)特性，从而将一种转换为另一种。先前的研究表明，通过ACC获得的CNF比通过其他方法分离的CNF具有更高的润湿性。
“我们表明，CNF 可以将大豆叶片表面从疏水性变为亲水性，”资深作者 Yuji Yamashita 教授解释说。“这提供了对 P.pachyrhizi 的抵抗力。”
该团队发现，与对照(未处理的)叶子相比，在 CNF 处理的叶子上，病斑更少，并显着减少了 P.pachyrhiziapressoria 的形成，它们是用于突破寄主植物外表面的专门的感染前结构。结果还揭示了受抑制的基因表达与 P.pachyrhizi在处理叶片和对照叶片上的感染前结构的形成有关。
“特别是，几丁质合成酶基因的表达被抑制，和P.锈菌需要几丁质合成酶以形成感染前的结构，” Ishiga教授说。
本研究首次探讨了 CNF 在田间植物病害防治中的应用，该技术为植物病害的可持续和生态友好管理提供了新的可能性。
