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納米負(fù)載體系顯著提高氟啶胺在植株中的內(nèi)吸傳導(dǎo)活性
發(fā)布日期:2025-03-05 信息來源:劉西莉課題組

 

       辣椒疫霉作為重要的植物病原卵菌,可侵染多種寄主植物,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。目前,化學(xué)防治依然是防控卵菌病害的主要手段。氟啶胺是一種殺菌譜廣、抗性風(fēng)險低的解偶聯(lián)抑制劑,已登記用于多種卵菌病害的防治,但該藥劑的非內(nèi)吸性影響了其在田間的防治效果和施藥技術(shù)。

       近日,劉西莉課題組在Journal of Nanobiotechnology期刊發(fā)表了題為“Nanocarriers boost non-systemic fluazinam transportation in plants and microbial community enrichment in soil”的論文。本研究通過界面聚合法制備了氟啶胺納米囊(NCs),揭示了氟啶胺納米負(fù)載后在植物中的傳導(dǎo)活性、對卵菌病害的防治效果及其對土壤安全性的影響等,為非內(nèi)吸性藥劑的田間科學(xué)應(yīng)用提供了參考。

       本研究通過聚乙烯亞胺分別與環(huán)氧樹脂和異氰酸酯進行交聯(lián),構(gòu)建了環(huán)氧樹脂-異氰酸酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)壁材,并利用界面聚合法成功制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的氟啶胺納米囊?;钚匝芯勘砻?,氟啶胺納米囊NCs與不同粒徑的氟啶胺微囊MCs和SubMCs、微乳劑NEW和懸浮劑SC相比,其對辣椒疫霉、大豆疫霉和煙草疫霉等多種疫霉菌的離體抑菌活性及其對ATP含量的抑制率均顯著提升;進一步研究發(fā)現(xiàn),NCs對辣椒疫病和黃瓜霜霉病的活體防效顯著優(yōu)于對照劑型(圖1)。

圖1  氟啶胺納米囊NCs對辣椒疫霉的抑菌活性及其對辣椒疫病的防效均增強

       為了解析氟啶胺納米負(fù)載后在植物中的吸收傳導(dǎo)活性,本研究建立了辣椒植株中氟啶胺的提取方法以及高效液相色譜檢測法,明確了氟啶胺不同劑型處理后,辣椒植株相關(guān)組織中藥劑的分布情況,發(fā)現(xiàn)氟啶胺納米囊與MCs、SubMCs、NEW和SC相比,更易于被辣椒根部吸收并能夠轉(zhuǎn)運到辣椒植株地上組織(圖2)。進一步利用FITC熒光素標(biāo)記的氟啶胺納米囊追蹤了藥劑在辣椒中的分布情況,熒光共聚焦觀察顯示,NCs可以更快地進入辣椒根系。此外,經(jīng)氟啶胺納米囊處理后,辣椒組織中與胞吐相關(guān)的基因表達(dá)量上升更為顯著。上述結(jié)果表明,納米負(fù)載體系顯著提高了氟啶胺在植株中的內(nèi)吸傳導(dǎo)活性。

圖2  氟啶胺納米囊NCs在辣椒不同組織中的含量及熒光分布

       本研究進一步探究了氟啶胺納米囊NCs對土壤安全性的影響。 NCs處理后土壤有益微生物的相對豐度與SC處理相比顯著增加,這表明氟啶胺納米負(fù)載不僅提升了其防治效果,還可能有助于改善土壤健康(圖3)。綜上所述,該項工作成功研發(fā)了一種氟啶胺納米囊,顯著提升了非內(nèi)吸性藥劑在植物中的內(nèi)吸傳導(dǎo)能力,進而增強了對植物卵菌病害的防治效果,具有良好的應(yīng)用前景。研究結(jié)果對改善非內(nèi)吸性藥劑的使用方式并提高藥劑有效利用率提供了指導(dǎo)。

圖3  氟啶胺納米囊NCs對土壤微生物菌群的影響

       中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院與福建農(nóng)林大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生肖雯慧和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生杜江為論文的共同第一作者,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院張燦副教授、劉西莉教授和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院李北興教授為共同通訊作者。論文獲得國家重點研究計劃(2023YFD1700700)等項目的資助。

       原文鏈接:https://doi.org/10.1186/s12951-025-03118-2。

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