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烟草黑胫病(Tobacco Blank Shank)是由烟草疫霉菌(Phytophthora nicotianae)引起的土传性维管束病害,是烟草植保上面临的突出性难题。该病一旦爆发流行,往往造成大面积烟株死亡,带来巨大的经济损失。理论上讲,选育抗病品种是防治烟草黑胫病最为环保和有效的手段,但由于工业的需求和烟草疫霉菌致病力分化等因素,限制了抗黑胫病烟草品种大面积推广;其次采用常规化学药剂防治烟草黑胫病,如甲霜灵、甲霜·锰锌等,由于其对烟草疫霉菌的作用位点单一,长期使用往往引起该病菌产生较强的抗药性;另外,利用生物拮抗菌剂如哈茨木霉、寡雄腐霉等防治烟草黑胫病,虽然这些拮抗菌在室内条件下对烟草疫霉菌的抑制效果十分明显,但其田间防治效果不太理想,难以达到预期防效。因此,寻找烟草黑胫病的科学高效防治策略已成为目前烟业生产上面临的突出性难题。金属纳米材料(Metal Nanoparticles,MNPs)是一类重要的抗菌材料。由于其独特的物理化学特性,对病原菌的作用位点多样,使得病原菌很难产生抗药性。据报道,MNPs对病原微生物的主要致毒机制是引起细胞产生过量相对活性氧(Reactive oxygen species,ROS),从而导致细胞内代谢紊乱、DNA降解。纳米氧化铜(copper oxide nanoparticles,CuO NPs)因其毒性强、价格低等优点,近年来成为研究MNPs与病原微生物互作机制的一种重要金属纳米材料。目前,CuO NPs对烟草疫霉菌的致毒机制还未见报道。因此,本论文系统比较分析了CuO NPs和普通氧化铜(Mirco-CuO,MCuO)对烟草疫霉菌的抗菌作用,并进一步研究分析了CuO NPs对烟草疫霉菌的致毒机理,探索CuO NPs在防控烟草黑胫病上的关键技术。研究结果为CuO NPs在烟草黑胫病的防控上提供理论与实践的支撑。本论文的主要研究结果如下:1.CuO NPs对烟草疫霉菌具有显著的抗菌作用,且存在剂量效应关系。本研究采用经典的菌丝生长速率法比较了同等浓度下CuO NPs与MCuO对烟草疫霉菌菌丝生长的抑制效果,发现当药剂浓度在25~100 mg/L的范围内,CuO NPs显著抑制菌丝的生长,且随着处理浓度的增加,抑制作用增强,其抑制效果也显著性高于MCuO。同时,在此浓度范围内,CuO NPs对烟草疫霉菌孢子囊的产生和游动孢子的萌发均有显著的抑制效应,抑制效果也显著性高于MCuO。结果表明,在同等剂量条件下,CuO NPs对烟草疫霉菌的毒力远远高于MCuO。2.CuO NPs对烟草疫霉菌的致毒机理包括物理损伤和化学氧化两个途径。通过SME-EDS研究发现,与对照相比,CuO NPs处理烟草疫霉菌后,其菌丝表面吸附大量的CuO NPs,菌丝表面呈现凹凸、塌陷等异样;通过TEM观察和PI荧光染色,证明了CuO NPs能够吸附在菌丝表面,破坏细胞膜的完整性;此外,通过DCFH-DA荧光染色、抗氧化剂添加试验和SOD酶活测定,证明了CuO NPs能够引起烟草疫霉菌产生大量ROS,进而导致其死亡。3.盆栽证明,CuO NPs对烟草黑胫病有较好的防治效果同时对烟草种子萌发和烟苗生长具有较好的安全性。室内盆栽试验结果表明,CuO NPs对烟草黑胫病具有较好的防治效果,分别施用100 mg/L和200 mg/L的CuO NPs,6 d后对烟草黑胫病的平均防治效果分别为43.66%和63.24%。通过室内测定CuO NPs对烟草种子萌发的影响。结果发现,浓度介于25~200 mg/L的CuO NPs能够促进烟草种子的萌发,提高烟草种子的发芽势,缩短发芽均时。随着CuO NPs浓度的升高,烟草种子的发芽势也随之提高、发芽均时随之缩短。另外,CuO NPs对烟苗的生长无明显的负面影响。4.CuO NPs与商用杀菌剂混配具有协同抗菌效应。大田试验证明,CuO NPs与精甲霜·锰锌混配具有增效作用。采用Abbott法评价了不同浓度的CuO NPs与两种杀菌剂(甲霜灵和代森锰锌)进行混配后对烟草疫霉菌菌丝生长的抑制效果,结果表明CuO NPs能够增强甲霜灵对烟草疫霉菌的抗真菌毒力,表现为相加效应;CuO NPs对代森锰锌抗真菌毒性具有相加和拮抗两种效应,低浓度表现为相加效应,较高浓度表现为拮抗效应。大田实验研究结果表明,100 mg/L的CuO NPs能够增强精甲霜·锰锌对烟草黑胫病的防治效果。