一种PEI-MXeneQD纳米颗粒及其在提高植物黄萎病抗性中的应用制造技术

本发明专利技术涉及纳米材料技术领域，公开了一种PEI

【技术实现步骤摘要】
一种PEI
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MXene QD纳米颗粒及其在提高植物黄萎病抗性中的应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种PEI
‑
MXene QD 纳米颗粒及其在提高植物黄萎病抗性中的应用。

技术介绍

[0002]棉花是我国重要的经济作物之一，但其产量和品质受病虫害极为严重。在我国的大部分棉花生产区域，大丽轮枝菌是主要病菌，休眠时形成的微菌核能耐高温和低温，当外界环境温度合适时，又能形成有较强感病性的真菌形态。我国棉花黄萎病的发病面积近占全国种植面积的15％
‑
20％，严重年份甚至可以达到50％之多，该病会导致产量、纤维品质的降低，有甚至会绝产。常用的农业防治措施有选育抗病品种、加强田间管理和持续化学防治，但是由于抗黄萎病的育种方法单一、选育周期长以及抗性不稳定等，而且大量使用化学用品会污染环境和危害人体健康，甚至还会诱导病原菌产生抗药性。近年生物防治和基因工程技术在一定程度上有效防治棉花黄萎病和提高棉花产，除此之外，各领域专家正在积极寻求其他防治方法有效抑制黄萎病的生长发育。
[0003]纳米技术是20世纪80年代末诞生并崛起的高科技。纳米材料是指在 1
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100 nm具有物理、化学和生物特性的物质，由于其独特的尺寸效应，优良的物理化学性能、加工性能和生态性，纳米材料被广泛应用于生物医学和农业。在农业领域如：利用纳米材料缓释肥料可调节植物生长；使用各种纳米杀虫剂来防治植物病虫害。最近的研究结果表明，一些金属和金属氧化物纳米粒子在体外可以抑制病原菌的生长，在田间试验条件下对作物病害也表现出良好的防控效果。
[0004]在最近的纳米医学领域内，超薄原子层厚度的二维MXene表现出特殊的生物学效应（酶响应降解、细胞内吞、体内分布和代谢动力学等），且体内动物实验结果显示，表明其具有良好的体内生物安全性。专利CN111248224A公开了表面含有大量羧基官能团的二维MXene材料的Ti3C2T
x MXene量子点(MQDs)对枯草芽孢杆菌具有极强的抗菌性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种PEI
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MXene QD 纳米颗粒，能够抑制黄萎病菌的生长，从而达到抗病的效果。
[0006]本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种PEI
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MXene QD 纳米颗粒，包括以下制备方法：将Ti3C
2 MXene粉末和聚乙烯亚胺溶于水中，在110~130℃下反应7~9 h，反应后的液体离心，取上清液用透析袋透析，得到PEI
‑
MXene QD 纳米颗粒。
[0007]优选的，所述Ti3C
2 MXene和聚乙烯亚胺的质量比为1~3：1。
[0008]优选的，所述离心为3000~8000rpm下离心3~10 min。
[0009]优选的，透析前，调整所述上清液的pH为6
‑
8。
[0010]优选的，所述透析后的溶液进行冷冻干燥。
[0011]本专利技术还提供了上述PEI
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MXene QD 纳米颗粒在提高植物黄萎病抗性中的应用。
[0012]具体的，将所述PEI
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MXene QD 纳米颗粒与植株根部接触。
[0013]本专利技术还提供了一种提高植物黄萎病抗性的药剂，所述药剂的活性成分包括上述PEI
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MXene QD 纳米颗粒，以及农药学上可接受的助剂。
[0014]优选的，所述PEI
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MXene QD 纳米颗粒的有效作用浓度在25 mg/L以上。
[0015]优选的，所述药剂为根处理剂。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种PEI
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MXene QD纳米颗粒，可以有效抑制黄萎病菌的生长，提高植物抗黄萎病的能力。通过体外试验表明，本专利技术的PEI
‑
MXene QD纳米颗粒能够抑制液体培养基和固体培养基中黄萎病菌的生长，分生孢子数明显减少，菌丝体生长减慢。经本专利技术PEI
‑
MXene QD纳米颗粒处理棉花根部后，棉花黄萎病发病的病情指数显著下降，棉花植株叶片内
·
OH、
·
O2‑
和H2O2的含量也显著降低。
[0017]本专利技术的PEI
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MXene QD 纳米颗粒具有提高植株抗黄萎病的作用，具有价格低廉、制备简单、水溶性好、生物相容性好、无毒副作用等特点，使用方法简便，作用明显。
附图说明
[0018]图1为本专利技术PEI
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MXene QD 纳米颗粒的TEM图像（左）和电位图（右），其中左图右上角的小图是PEI
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MXene QD 纳米颗粒的晶格图片。
[0019]图2为PEI
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MXene QD 纳米颗粒对黄萎病菌分生孢子的影响；其中A中，上为对照组，下为施用PEI
‑
MXene QD 纳米颗粒的处理组。
[0020]图3为PEI
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MXene QD 纳米颗粒对黄萎病菌菌丝体的影响；其中A中，左为对照组，右为施用PEI
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MXene QD 纳米颗粒的处理组。
[0021]图4为PEI
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MXene QD 纳米颗粒对棉花抗黄萎病鲜重的影响。
[0022]图5为PEI
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MXene QD 纳米颗粒对棉花黄萎病病情指数的影响。
[0023]图6为PEI
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MXene QD 纳米颗粒对棉花黄萎病的抗性表型；其中，上为对照组，下为施用PEI
‑
MXene QD 纳米颗粒的处理组。
[0024]图7为PEI
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MXene QD 纳米颗粒对棉花茎秆的恢培实验结果。
[0025]图8为PEI
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MXene QD 纳米颗粒在棉花根部的共定位，左图为共聚焦图像，右图为共定位率。
[0026]图9为棉花叶片内H2DCFDA、HPF和DHE的共聚焦图像和荧光强度。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种PEI
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MXene QD 纳米颗粒，该量子点纳米颗粒的制备方法包括：将Ti3C
2 MXene粉末和聚乙烯亚胺溶于水中，在110~130℃下反应7~9 h，反应后的液体离心，取上清液用透析袋透析，得到PEI
‑
MXene QD 纳米颗粒。
[0028]本专利技术中，Ti3C
2 MXene粉末和聚乙烯亚胺的质量比优选为1~3：1，更优选为2：1。作为一种实施方式，本专利技术聚乙烯亚胺与水的质量体积比为2~3：1。作为一种实施方式，本专利技术在上述混合溶液中充氮气5~10min，排除溶液中的氧气。
[0029]本专利技术将Ti3C...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEI
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MXene QD 纳米颗粒，其特征在于，包括以下制备方法：将Ti3C
2 MXene粉末和聚乙烯亚胺溶于水中，在110~130℃下反应7~9 h，反应后的液体离心，取上清液用透析袋透析，得到PEI
‑
MXene QD 纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的PEI
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MXene QD 纳米颗粒，其特征在于，所述Ti3C
2 MXene粉末和聚乙烯亚胺的质量比为1~3：1。3.根据权利要求1所述的PEI
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MXene QD 纳米颗粒，其特征在于，所述离心为3000~8000rpm下离心3~10 min。4.根据权利要求1所述的PEI
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MXene QD 纳米颗粒，其特征在于，透析前，调整所述上清液的pH为6
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴洪洪，李召虎，李佳玥，邱萍，朱龙付，邵健敏，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：