关于手性纳米农药将成为植物病毒病克星的观点

日期:11-27-2023

世界农化网中文网报道：近日，扬州大学朱峰副教授课题组应邀在Cell Press旗下的植物科学顶级期刊《Trends in Plant Science》（5-year IF=22.5）在线发表题为″Chiral nanopesticides: the invincible opponent of plant viruses″的论文。

在农业生产中，植物病毒病常常导致严重的作物产量和品质损失，严重威胁全球粮食安全。在全球范围内，造成新出现和再出现的植物病害流行的病原物中，几乎有50%是病毒，由植物病毒病害每年造成的经济损失就超过300亿美元。尽管当前化学农药仍然是防治作物病害的主要途径，然而大量使用化学农药，带来了一系列环境与社会问题，也不适合防治植物病毒病。植物病毒病极其难以防治，是因为植物病毒具有几个独特的特征，如进化迅速、宿主范围广泛、动态基因组多样性、广泛的适应潜力和通过各种载体(包括人类活动)传播。因此，迫切需要开发对环境和人类健康安全的现代、绿色和可持续的植物病毒病流行管理策略。

纳米材料由于具有优异的物理和化学性质，其作为防治植物病害的新型纳米农用化学品而受到人们的特别关注。最近研究基于烟草花叶病毒结构特征，制备了尺度为3nm的硫化铜手性纳米颗粒。我们提出了一种假设的喷洒硫化铜手性纳米颗粒杀死植物病毒的工作模型（图1）。首先在阳光照射下，向植物喷洒硫化铜手性纳米颗粒，NPs通过气孔进入植物细胞。然后NPs可以很容易地进入TMV CP的孔隙，识别CP中的七肽QANPTTA，并在Asn101 (N101)和Pro102 (P102)之间裂解。最后，TMV的杆状体被破坏，转化为不规则的聚集体，从而有效地杀死植物病毒。

图1硫化铜手性纳米颗粒工作模型图

新型光活性手性纳米农药将成为植物病毒病的克星。然而，未来仍有一些突出的问题需要解决：

（1）基于不同类型病毒的结构特征，我们如何人为地有效设计不同的特异性纳米粒子？

（2）纳米农药的大规模制备技术有待发展。目前文献中大多数纳米农药都是在实验室合成的，制备量有限，难以保证制备过程的稳定性。因此，发展特定种类纳米农药的规模化标准化制备技术是未来重要的研究方向。

（3）目前还没有统一的纳米农药毒理学评价标准。

（4）纳米农药制剂的评价、注册等相关法规有待完善。这些突破性的发现为新型光活性手性纳米农药指明了一个新的方向，它是一种有效、无毒、无残留、可持续、无耐药性和环境友好的抗病毒药物，可用于解决农业生产中的病毒性疾病。