Control and growth-promoting effects of ZnO nanoparticles on soybean root rot caused by <italic style="font-style: italic">Fusarium oxysporum</italic>

LIU Jiang-tang; ZHANG Zhi-lan; ZHOU Chang-Jun; YU Ji-dong; WANG Fang

doi:10.19802/j.issn.1007-9084.2026012

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Control and growth-promoting effects of ZnO nanoparticles on soybean root rot caused by Fusarium oxysporum

更新时间：2026-11-03

- Control and growth-promoting effects of ZnO nanoparticles on soybean root rot caused by Fusarium oxysporum
- Chinese Journal of Oil Crop Sciences Vol. 48, Issue 5, Pages: 209-219(2026)
- 作者机构：
  
  1.齐齐哈尔大学生命科学与农林学院抗性基因工程与寒地生物多样性保护黑龙江省重点实验室，黑龙江齐齐哈尔，161006
  2.黑龙江省农科院大庆分院大豆分子育种学部，黑龙江大庆，163319
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19802/j.issn.1007-9084.2026012
  CLC： S565.1
- Received：16 January 2026，
  
  Published：25 October 2026
- 稿件说明：
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刘江堂,张芷兰,周长军等.纳米氧化锌对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）所致大豆根腐病的防控及促生效果[J].中国油料作物学报,2026,48(05):209-219.

LIU Jiang-tang,ZHANG Zhi-lan,ZHOU Chang-Jun,et al.Control and growth-promoting effects of ZnO nanoparticles on soybean root rot caused by Fusarium oxysporum[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(05):209-219.
刘江堂,张芷兰,周长军等.纳米氧化锌对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）所致大豆根腐病的防控及促生效果[J].中国油料作物学报,2026,48(05):209-219. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2026012.

LIU Jiang-tang,ZHANG Zhi-lan,ZHOU Chang-Jun,et al.Control and growth-promoting effects of ZnO nanoparticles on soybean root rot caused by Fusarium oxysporum[J].Chinese Journal of Oil Crop Sciences,2026,48(05):209-219. DOI： 10.19802/j.issn.1007-9084.2026012.

摘要

镰刀菌引起的根腐病是一种广泛传播的土传病害，严重损害大豆产量和品质。为明确纳米氧化锌（ZnO Nanoparticles，ZnO NPs）对尖孢镰刀菌所致大豆根腐病的防控效果，评估不同浓度ZnO NP对大豆植株生长及生理活动的影响，本研究对11个黑龙江省大豆主栽品种进行抗性测定，选取感病品种为供试材料，在温室栽培并叶面喷施不同浓度的ZnO NP（100、200、500 mg/L），通过酶活性检测、元素和类黄酮含量分析以及类黄酮合成相关途径基因的实时荧光定量，评价处理效应。结果表明，11个大豆品种对4种镰刀菌的抗性存在差异，合丰50抗性较低，平均病情指数为46.5。在该品种叶面喷施不同浓度的ZnO NP均可降低尖孢镰刀菌根腐病的发病程度，提高植株叶片超氧化物歧化酶SOD（51.00%～82.95%）、过氧化物酶POD（106.11%～223.87%）及过氧化氢酶CAT（74.36%～157.73%）活性，降低叶片及根系丙二醛MDA含量。浓度200 mg/L ZnO NP使病情指数下降85%，植株高度、根长、鲜重及叶片锌元素含量显著增加，叶片及根部类黄酮含量分别是健康对照的1.5和2.0倍。实时荧光定量检测表明ZnO NP对类黄酮合成途径相关基因具有特异性时序调控，诱导表达模式与病原菌明显不同。研究表明，纳米级的锌元素通过提高植株抗氧化酶活性，降低膜质过氧化程度，调控类黄酮合成相关途径基因的表达，促进类黄酮的积累，增强植株抗病能力，促进植株生长，降低尖孢镰刀菌引起的大豆根腐病。

Abstract

Fusarium

root rot is a widespread soil-borne disease that significantly affects soybean yield and quality. To clarify the control effect of ZnO Nanoparticles (ZnO NPs) on soybean root rot caused by

oxysporum

and to evaluate the effects of various concentrations of ZnO NPs on soybean plant growth and physiological functions

11 major cultivated soybean varieties in Heilongjiang Province were tested for resistance. Furthermore

susceptible varieties were leaf-sprayed with ZnO NPs at concentrations of 100

200

and 500 mg/L in a greenhouse. The effectiveness of treatment was evaluated using enzyme activity detection

determination of elemental and flavonoid contents

and real-time quantitative fluorescence analysis of genes involved in flavonoid synthesis pathways. The results revealed variations in the resistance of 11 soybean varieties to four

Fusarium

species. Hefeng 50 was more vulnerable

with an average disease index of 46.5. Different concentrations of ZnO NPs on the leaves of Hefeng 50 can reduce the incidence of

oxysporum

root rot

increase the activities of superoxide dismutase (51.00-82.95%)

peroxidase (106.11-223.87%)

and catalase (74.36-157.73%) in plant leaves

and decrease the content of malondialdehyde (MDA) in roots and leaves. A concentration of 200 mg/L ZnO NPs reduced

the disease index by 85% and significantly boosted plant height

root length

fresh weight

and zinc content in leaves. Additionally

the flavonoid content in leaves and roots was 1.5- and 2.0-fold that of the healthy control

respectively. Real-time fluorescence quantitative detection showed that ZnO NPs specifically and temporally regulated genes involved in flavonoid synthesis pathways

and the induced expression pattern differed significantly from that of the pathogen. The study showed that ZnO NPs enhanced soybean resistance to

oxysporum

and promoted plant growth by increasing antioxidant enzyme activity

reducing membrane peroxidation

regulating the expression of genes related to the flavonoid synthesis pathway

and promoting flavonoid accumulation.

关键词

Keywords

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