【科研新进展】十二月科研速递（二）

摘要：近日，林学院李健教授团队在构建纳米微胶囊载药体系用于防治水稻纹枯病菌方面取得系列新进展。相关研究分别以“Construction of Iron-Modified Lignin-Based Nanomicrocapsules for Enhancing the

林学院李健教授团队在构建纳米微胶囊载药体系防治水稻病害方面取得新进展

近日，林学院李健教授团队在构建纳米微胶囊载药体系用于防治水稻纹枯病菌方面取得系列新进展。相关研究分别以“Construction of Iron-Modified Lignin-Based Nanomicrocapsules for Enhancing the Functionality of Natural Product–Based Pesticides”和“Efficient Control of Rhizoctonia solani using Environmentally Friendly pH-Responsive Tannic Acid-Rosin Nano−Microcapsules”为题发表在《Small》和《ACS Applied Materials & Interfaces》上。林学院博士研究生韩旭为论文第一作者，李健教授为论文通讯作者。

木质素基纳米微胶囊构建以及抗水稻纹枯病菌活性

近年来，纳米技术在提高农药功效和减轻环境污染方面取得了显著进展。基于此，该系列研究通过构建木质素基和单宁基纳米微胶囊载药体系，以优化天然产物源农药的性能，从而提高农药利用率。木质素基纳米微胶囊通过螯合铁离子，有效克服了纳米颗粒聚集的问题，实现了药剂分子在水稻植株内部的双向运输。此外，利用木质素可被漆酶降解的特性确保了药物的按需递送与精准释放；经过单宁基纳米微胶囊负载过的药剂分子，其溶水性、抗光解性以及贮藏稳定性都得到显著提升，并实现了在酸性条件下的响应释放。通过对水稻纹枯真菌进行体内、体外及田间活性测试，证实了纳米微胶囊能有效提升药物效能，延长药物持效期，同时减少药物对非靶标生物的直接接触，进而提升生物安全性。该研究服务于国家可持续农业发展的战略，为新型纳米农药递送体系的设计与评估提供了新的理论基础，有助于推动农药减施增效。

此研究得到了国家自然科学基金（32371815和32271810）、陕西省重点研发计划（2024NC-YBXM-252）以及江苏省生物质能与材料重点实验室开放基金（JSBEM-S-202307）的资助。

草业学院陈文青教授团队在黄土高原生态恢复研究中取得新进展

近日，苹果抗逆与品质改良创新团队李超教授/马锋旺教授课题组在植物学知名期刊《New Phytologist》在线发表了题为“MdHY5 positively regulates cold tolerance in apple by integrating the auxin and abscisic acid pathways”的研究论文，揭示了MdHY5通过整合生长素和脱落酸途径正向调节苹果耐寒性的分子机制。

我国是世界第一大苹果生产国和消费国，苹果产业作为助力乡村振兴的主导产业之一，对农民增收致富具有重要作用。然而，随着全球气候变化，极端气候事件频繁发生，早春低温霜冻和冬季低温冻害严重影响苹果的生长发育、产量和品质，导致许多产区苹果生产损失巨大。研究苹果响应低温胁迫的分子机制有助于培育耐受低温的新品种，提高其抗寒能力。

该研究发现冷胁迫会诱导 MdHY5 表达的上调，进而正向调控苹果（ Malus domestica ）的耐冷性。

MdHY5正调控苹果耐寒性

进一步研究发现MdHY5直接与 MdGH3-2/12 （生长素酰胺合成酶）的启动子相互作用并抑制它们的表达。然而，低温胁迫抑制了MdHY5对 MdGH3-2/12 的调控，从而抑制了由MdHY5- MdGH3-2/12 模块介导的吲哚乙酸（IAA）含量的增加。另外，MdHY5直接与 MdNCED2 （脱落酸生物合成中的关键酶）的启动子相互作用，从而激活其表达。此外，冷胁迫增强了MdHY5对 MdNCED2 的调控，这导致由MdHY5- MdNCED2 模块介导的脱落酸（ABA）含量的增加（图2）。

综上所述，在低温胁迫下，MdHY5通过调控 MdGH3-2/12 和 MdNCED2 ，降低了苹果植物中IAA/ABA的比率，促进了花青素的积累，进一步增强了苹果的耐寒性。研究结果为HY5在冷胁迫下整合生长素和脱落酸途径的多重作用和调控机制建立了理论框架，并为苹果的抗寒育种提供了理论依据。

MdHY5通过整合生长素和脱落酸途径调控苹果耐寒性的分子机制

苹果抗逆与品质改良创新团队李超教授和马锋旺教授为本文通讯作者，博士研究生刘晓敏为论文第一作者。该研究得到新疆维吾尔自治区重点研发计划项目（2023B02018）、国家苹果产业技术体系专项基金（CARS-27）和中国高校科学基金项目（2452023067）的支持。

近日，草业与草原学院陈文青教授团队在英国生态学会旗舰期刊《Journal of Applied Ecology》和《Journal of Ecology》发表题为“Increased connections among soil microbes and microfauna enhances soil multifunctionality along a long-term restoration chronosequence”和“Biodiversity of key soil phylotypes is associated with increased plant richness and productivity following agricultural abandonment and afforestation”的研究论文。陈文青教授和博士研究生王健宇为论文第一作者，陈文青教授为通讯作者。

黄土高原是我国典型的生态脆弱区，由于人类活动和气候变化等多重因素影响，该区域成为我国植被退化、土壤侵蚀最为严重的地区之一。退耕还林和还草是黄土高原最为重要的两种恢复措施。然而，在黄土高原长期恢复过程中不同恢复措施对植物群落和生态系统功能的恢复效应及相关微生物调控机制仍不清楚。基于此，陈文青教授团队以陕北黄土高原退耕造林和还草的长期植被演替序列为研究对象，以土壤微生物群落特征改变为切入点，研究了造林和还草两种恢复措施下植物群落和生态系统功能恢复动态及微生物驱动机制。

研究结果表明，退耕自然恢复和造林有利于陕北黄土高原生态系统土壤多功能性的恢复，土壤生物群落间的关联越多，越有利于生态系统土壤多功能性的提高。由于造林恢复措施后期土壤生物间关联出现下降，黄土高原区退耕还草相对于造林恢复具有一定优越性。此外，不同恢复措施下植物群落恢复的微生物调控机制不同，在退耕自然恢复措施下，参与土壤氮循环功能的生物网络模块对植被多样性和生产力的恢复起到至关重要的作用，而在造林背景下，调控土壤磷和硫循环功能的网络模块是驱动植物多样性和生产力恢复的关键微生物因子。这些研究结果明确了陕北黄土高原植物群落和生态系统功能的恢复动态及其微生物调控机制，可为黄土高原生态恢复措施的制定提供科学支撑。

以上研究得到了国家自然科学基金（32271778）、国家林业和草原局科技创新青年拔尖人才专项（2020132614）、中华环境保护基金会“青山计划”专项（CEPFQS202169-18）、西北农林科技大学“青年英才培育计划”（2452020005）等项目的资助。