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【研究進展】功能化納米載體通過改性和遞送免疫誘抗劑和殺菌劑來顯著提升作物病害的防控
發布日期:2021-03-16 瀏覽次數: 信息來源:植保學院 字號:[ ]

晚疫病是馬鈴薯生產的第一大流行性病害,常年發生,造成大面積減產,被列為我國一類農作物病蟲害。生產中防控該病害需要施用大量化學殺菌劑,導致抗藥性問題突出。近年來,植物免疫誘抗劑和植物源殺菌劑作為環境友好型生物藥劑在該病防控中具有一定優勢,但其水溶性差、遞送效率低,嚴重制約著其進一步發展和應用。因此迫切需求研發新技術來拓展植物免疫誘抗劑和植物源殺菌劑的性能并提升其效率。

我院沈杰實驗室和竇道龍實驗室、以及北京化工大學尹梅貞實驗室三方合作,近期研發了基于納米遞送載體的新型納米農藥用于馬鈴薯晚疫病的防治,并解析了其中的農藥增效機理。該研究利用一種結構相對簡單、低成本、環保的納米級星狀聚合陽離子,通過氫鍵、范德華力和靜電吸附等分子間作用力來裝載藥物,形成穩定復合體,大幅減小其粒徑至納米級,例如納米載體可以將殼聚糖粒徑由144.61納米降至17.4納米,大幅度改善了藥物的理化性質,提升其在水溶液中的分散性和穩定性。另一方面納米載體增強了植物細胞的介導胞吞胞吐作用的相關基因的表達,提升了殼聚糖的吸收與擴散,進而放大了植物的誘抗免疫反應相關基因和通路的上調與激活。田間藥效試驗也證實該類型納米農藥顯著提升了殼聚糖和丁子香酚對馬鈴薯晚疫病的防效。

該項研究以及前期納米殺蟲劑的系列化研究,提示了新型功能化納米載體前景廣闊,有望進一步發展為一種通用的農藥助劑,助力于農藥“增效、減量”的國家重大戰略需求。該項研究主要結果以“Field application of star polymer-delivered chitosan to amplify plant defense against potato late blight” 為題,2021年3月15日在線發表于國際化學工程與技術權威期刊Chemical Engineering Journal (1區,IF2019=10.652)。我院青年教師閆碩和王曉丹分別為該論文的通訊作者和第一作者。該研究得到了國家自然基金(32061130211, 3207249732030012)、國家重點研發計劃(2018YFD0200804)和廣東省重點研發計劃(2020B020219002)的資助。

 

附論文信息:Xiaodan Wang, Kangkai Zheng, Wenyu Cheng, Jie Li, Xiangxiu Liang, Jie Shen,Daolong Dou, Meizhen Yin, Shuo Yan*. Field application of star polymer-delivered chitosan to amplify plant defense against potato late blight. Chemical Engineering Journal. 2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721009153

 

 

 

   納米載體通過改性和遞送殼聚糖來提升馬鈴薯抗病性的示意圖

 

 

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