中国农大与中国农科院联合研发出一种防治芒果炭疽病的新型纳米保护剂

世界农化网中文网报道：近日，中国农业大学植物保护学院沈杰、闫硕团队联合中国农业科学院生物技术研究所苏晓峰研究员在Advanced Science上发表题为″Preparation of multifunctional nano-protectants for high-efficiency green control of anthracnose″的研究论文。该研究成功创制了一种防治芒果炭疽病的新型绿色纳米保护剂，不仅可直接抑制芒果炭疽病侵染，还可进一步放大植物的诱导抗病反应，充分体现出了纳米材料在病害防治领域的″控-促″作用。

炭疽菌（Colletotrichum）是一种全球性真菌，在农业产业中造成了巨大的经济损失，每年仅在中国就造成高达3亿美元的经济损失。 C. gloeosporioides 具有潜伏感染特性，以菌丝体的形式保持潜伏状态，直至果实成熟。传统农药在植物病虫害防治中发挥了不可替代的作用，但其在水溶液中的分散性差、颗粒大，限制了其生物活性，降低了在实际生产中的利用率。因此，亟待引入创新技术来提高农药的生物活性，实现农药的高效利用。

研究人员设计并合成了一种亲水性和亲脂性的双嵌段聚合物（HLDP），通过疏水作用自发组装壳聚糖（CS），形成纳米级HLDP-CS保护剂。HLDP能显著改善CS在叶片表面的润湿性能，降低接触角并增加持留量，使得HLDP-CS纳米保护剂具有更好的叶面附着性和植物吸收性能。芒果炭疽病菌带负电荷，而HLDP和HLDP-CS纳米保护剂带正电荷。HLDP通过与炭疽病菌的电荷相互作用，可显著破坏菌丝的细胞壁/细胞膜，作为活性成分直接抑制孢子萌发和菌丝生长（图1）。通过RNA-seq分析发现，HLDP-CS纳米保护剂可以抑制菌丝代谢并降低致病性。同时，多组学联合分析表明，HLDP可以作为CS的助剂，加速植物次生代谢物（芦丁、槲皮素等）和植物激素（SA、脱落酸等）的生物合成，增强植物免疫抗病反应（图2）。

图1. HLDP-CS纳米保护剂的直接抑菌效果

图2. HLDP-CS纳米保护剂的诱导植物抗病反应

综上所述，本研究开发的HLDP-CS纳米保护剂能直接抑制病原菌侵染，诱导增强植物的免疫反应，充分展现出了纳米材料在病害防控领域的″控-促″作用，提出了具有双重协同机制的纳米保护剂制备新策略。