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       近日，柏連陽院士團(tuán)隊(duì)在國際著名期刊《Advanced Functional Material》（IF5year=19.6）在線發(fā)表了題為“A novel salicylic rice safener ful?lled through supramolecular capsulation”的研究論文。該研究構(gòu)建了基于天然產(chǎn)物的稻田除草劑安全劑研發(fā)模式，并成功合成了一種3-硝基水楊酸-苦參堿有機(jī)離子鹽（MNS）。該離子鹽能夠通過激活水稻體內(nèi)的谷胱甘肽解毒通路，有效減輕酰胺類除草劑丙草胺對(duì)水稻的藥害，為安全劑的研發(fā)開辟了一條有效途徑。這是該期刊首次發(fā)表安全劑方面的研究內(nèi)容。

       基于單體3-硝基水楊酸與苦參堿，本研究采用一步法綠色合成工藝，成功研制出一種新型水稻除草劑安全劑MNS。作為一種頗具潛力的水楊酸類安全劑替代品，MNS通過形成有機(jī)離子鹽結(jié)構(gòu)，相較于其單體形式以及市面上廣泛應(yīng)用的商品化安全劑解草啶，在溶解度和細(xì)胞穿透性方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升。更為關(guān)鍵的是，MNS能夠精準(zhǔn)激活水稻體內(nèi)的谷胱甘肽解毒通路，從而展現(xiàn)出更為卓越的解毒效果。為持續(xù)優(yōu)化這一創(chuàng)新成果，研究人員進(jìn)一步將MNS封裝于超分子載體羥丙基-β-環(huán)糊精（HBPCD）之中，成功構(gòu)建出納米制劑MNS@HBPCD。這一創(chuàng)新舉措不僅大幅提高了MNS的溶解度和穩(wěn)定性，還顯著增強(qiáng)了水稻細(xì)胞對(duì)MNS的吸收效率，為實(shí)際應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)（圖1）。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，MNS@HBPCD在保護(hù)水稻免受除草劑丙草胺損傷方面表現(xiàn)尤為出色。與解草啶相比，MNS@HBPCD能夠顯著提高秧苗數(shù)量、株高、根長、鮮重以及最終產(chǎn)量，同時(shí)確保丙草胺的除草效果不受影響。此外，在環(huán)境友好性方面，MNS@HBPCD同樣表現(xiàn)出色，其對(duì)斑馬魚胚胎、HepG2細(xì)胞和HaCaT細(xì)胞的毒性顯著低于解草啶，充分彰顯了其綠色、環(huán)保的特性。該項(xiàng)研究為開發(fā)高效、環(huán)保的安全劑提供了新思路，有望推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

圖 1  MNS@HBPCD的制備流程及其緩解丙草胺對(duì)水稻藥害的作用機(jī)制示意圖

       該研究的第一單位為湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，鄧希樂研究員為論文的第一作者，柏連陽院士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）張嘉恒教授、中國科學(xué)院董智超研究員為論文的通訊作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、荷尖人才項(xiàng)目等經(jīng)費(fèi)的資助。

       論文全文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202422664。