近日,中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队应邀在Cell Press旗下著名期刊Trends in Plant Science(IF: 17.3)撰写题为《‘Microscopic engineering vehicles’ for plants under stress combination》的观点。考虑到全球气候风险加剧对植物生长带来的不良影响,该论文提出了利用功能化农药制剂同时应对生物及非生物组合胁迫的科学观点,为解决植物受到的组合胁迫危机提供了创新思路。
气候变化和种植结构调整导致植物遭受不同生物(病、虫、草等)和非生物(干旱、盐、热等)的组合胁迫变得常态化。与单一胁迫下的植物相比,暴露于组合胁迫中的植物在活性氧信号传导、激素调控和气孔反应等方面表现出不同特征。依靠单一农用化学品难以有效应对这些复杂因素引起的植物发育问题,必须针对组合胁迫的复杂性制定更智能、高效和全面的应对策略。
基于本团队和国内外同行的研究,本文提出了具有缓解胁迫功能的农药制剂用于遭受多种生物及非生物组合胁迫的植物。该观点旨在最大限度地资源化利用农药制剂中的每种物质,由此开发的制剂如同′′微型工程车′′,不仅可以将农药输送至靶标以应对生物胁迫,还可以修复特定环境和植物部位的非生物胁迫。此类农药制剂的定制化方案应包括开发功能化的载体材料,赋予复合体系提高植物对逆境胁迫耐受性、增强光合作用和促进生长的功能。在制备过程中可通过功能化基团引入、制剂结构及形态优化、助剂辅助等提高复合体系的ROS稳态调控、营养输送、逆境稳定性等方面。此外,巧妙设计的响应释放机制可能有助于有序应对特定组合胁迫中的不同胁迫,以加速胁迫缓解。
总之,该研究思路为应对气候变化和种植结构调整导致的组合胁迫危机提供了一种潜在途径,但这一目标的实现仍需要进行长期大量的实验室和田间研究。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.tplants.2024.07.016
