世界农化网中文网报道:近日,河南农业大学植物保护学院周琳、敬同坊团队联合中国农业科学院植物保护研究所曹立冬研究员,在国际知名综合性学术期刊《Advanced Science》发表题为″Programmed Interfacial Phase Separation for Spatiotemporal Fungicide Delivery via Tunable Micro/Nano Architectures″的研究论文。该研究通过一锅法中实现了微米、纳米载体的协同构筑与比例调节,将杀菌剂在根际与植株内部的空间定位及病原响应释放集成于同一材料体系,为花生土传病害的预防-治疗一体化防控及智能农药设计提供了新的思路。

由茄腐镰刀菌(Fusarium solani)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)等引起的根腐病,是威胁花生安全生产的重要土传病害。针对花生根腐病防治中存在的″杀菌剂易被土壤吸附、微胶囊难以进入植株、纳米载体难以在根际长期驻留″等尺度矛盾,研究团队创新性地提出了″组分比例调控的界面相分离″策略。该策略利用茶多酚在非离子表面活性剂亲水链段周围的氢键富集,结合pH触发的铁-多酚配位,将动态液态模板一步固化为负载吡唑醚菌酯的可调微/纳复合载体(TP@Fe)。这种可调架构形成了空间功能分工:微胶囊作为根际″固定仓″,缓慢释放药剂并承担感染前的持续保护;纳米胶囊则能够穿过根表和细胞壁屏障,快速传导至植株内部感染位点。共聚焦成像进一步证实了该材料″微米驻留、纳米传导″的协同递送机制,实现了载体尺度与组分比例的同步″编程″。

图1 组分比例调控的界面相分离与铁-多酚配位固化构筑可调微/纳复合载体,并由镰刀菌分泌的致病因子触发时空递送
该复合载体能智能识别致病微环境,利用病原菌分泌的草酸和纤维素酶协同降解外壳,将″攻击信号″转化为精准释药开关。盆栽试验显示,特定配比制剂的预防与治疗防效均近75%,显著优于商业悬浮剂(约50%)。此外,该制剂对斑马鱼急性毒性大幅下降,展现出更优的水生态安全性。
论文链接:https://doi.org/10.1002/advs.77149
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