近日，我校生物工程学院杨君教授团队在材料科学领域国际期刊《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）发表题为基于“低温大气等离子体通过SOS -内溶素途径和铁稳态调节促进枯草芽孢杆菌细胞外囊泡分泌及其抗病原体作用”（Cold Atmospheric Plasma TriggersBacillus subtilisMembrane Vesicles Secretion through SOS-Endolysin Pathway and Iron Homeostasis Modulation with Antipathogen Efficacy）的研究型文章。我校生物工程学院博士研究生张馨元为第一作者，杨君教授为本文的通讯作者。

细菌细胞外囊泡是一类由微生物主动释放的纳米级胞外囊泡，在细胞间通讯、微生物互作以及抗病原防御等方面发挥重要作用。近年来，细菌细胞外囊泡因其独特的生物活性和天然递送能力，在农业生物防控、生物医药及微生态调控等领域展现出广阔前景。然而，革兰氏阳性菌由于独特的细胞壁结构，天然细胞外囊泡（MVs）释放效率极低，成为其规模化生产与应用推广的关键瓶颈。

为此，团队提出了一种基于低温大气等离子体（CAP）的绿色高效策略，成功实现枯草芽孢杆菌MVs的高产制备。CAP处理后，MVs产量较未处理组提升10.19倍，突破了传统方法产率低下的瓶颈；且所得MVs完整保留了天然囊泡的典型纳米结构与良好生物安全性。机制研究表明，CAP所产生的活性氧氮物种、酸性应激与物理放电效应可协同触发细胞应激响应，进而经由两条通路共同驱动MVs释放：一是经典的SOS应答—内溶素途径，二是本研究首次证实的铁稳态调控通路——这一发现拓展了革兰阳性菌MVs生物发生的理论边界。进一步分析显示，CAP诱导的MVs富集了氧化应激响应与细胞壁调控相关功能蛋白，并展现出增强的抗氧化活性。功能验证中，枯草芽孢杆菌MVs对多类病原微生物均表现出抑制作用，其中CAP诱导的MVs对植物病原菌丁香假单胞菌和禾谷镰刀菌表现出更强的抑制效果。

本研究构建了以低温大气等离子体驱动枯草芽孢杆菌细胞外囊泡高效制备的绿色新策略，突破了革兰氏阳性菌细胞外囊泡低产的技术瓶颈；首次将铁代谢通路纳入原核生物细胞外囊泡生物合成的调控网络；并验证了其在绿色农业、生物防控及功能微生物材料领域的应用潜力，为原核EVs研究与生物制造技术发展提供了新的理论依据与技术路径。

本研究得到国家重点研发计划、云南省重大科技专项、云南省咖啡重点实验室项目、中央高校基本科研业务费专项资金等的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.179628