《绿色精准农药研究获进展》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-04-26
  •     近日,华南农业大学植物保护学院教授徐汉虹和张志祥团队在国家重点研发计划和广东省重点领域研发计划项目的资助下,在绿色精准农药研究方面又取得新进展。相关研究结果分别发表于《化学工程杂志》和《清洁生产杂志》。该研究构建了一种向农作物嫩叶和有害生物为害部位靶向传递的纳米载药系统——负载虫螨腈的铁基金属有机骨架材料,有效增强了虫螨腈在玉米植株内的转运。含有表面活性剂的铁基金属有机骨架材料溶液在玉米叶片上表现出优异的润湿、沉积和粘附性能。与传统的农药剂型相比,铁基金属有机骨架材料的喷雾施用具有较高的初始沉积率、在嫩叶和老叶上的半衰期较长,并显着减少了农药向环境中的漂移。该研究强调了金属有机框架纳米材料在田间应用时与表面活性剂联合应用的必要性。此外,该纳米载药系统显著提高了草地贪夜蛾天敌——异色瓢虫幼虫的存活率,降低了虫螨腈对异色瓢虫生长和肠道损伤的影响。这些结果突出了金属有机框架递送系统在多维增强农药功效、持久性和安全性方面的优势,并提供了纳米递送系统的现场应用和环境风险的数据。该研究团队还通过化学交联方法,成功制备了一种壳聚糖基纳米颗粒,将吡唑嘧菌酯(PYR)包载进壳聚糖纳米颗粒中,构建了一种壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒。研究发现,壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒可导致小球藻沉降,同时显著降低水体中PYR浓度。激光共聚焦显微镜与扫描电子显微镜能够观察到纳米材料向小球藻表面聚集,并使小球藻聚集成团。以小球藻吸附壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒并共同沉降降低培养基中PYR浓度为基础开展试验,选取池塘水(富含微生物)作为试验水系,检测在微生物的介导下,经壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒处理后池塘上覆水体中PYR的含量,并检测壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒对斑马鱼的急性毒性。结果表明,相较于PYR.S处理组,壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒处理组池塘上覆水中的PYR浓度明显降低,壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒对斑马鱼的安全性显著提高,且相较于PYR.SC组,壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒对斑马鱼鳃组织的影响较小。该研究通过壳聚糖基纳米颗粒与微生物相互作用,使壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒和微生物共同沉降,壳聚糖基吡唑醚菌酯纳米颗粒从上覆水中迁移到水底,导致上覆水中PYR含量降低,从而对上覆水中生存的鱼类等非靶标水生生物安全。该研究为壳聚糖基纳米农药在水体微生物介导下对水体非靶标生物的安全性提供了新的见解。相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.151193
  • 原文来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/4/521177.shtm
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  • 《绿色农药全国重点实验室在红火蚁精准防控制剂研究中再获新进展》

    • 来源专题:绿色化工
    • 编译者:武春亮
    • 发布时间:2025-09-10
    • 近日,华南农业大学植物保护学院/绿色农药全国重点实验室赵晨/张志祥教授团队在国际知名刊物《Carbohydrate Polymers》(1区,IF=12.5)上发表了题为″Prey-mimetic alginate microspheres for targeted control of red imported fire ants″的研究论文。 入侵害虫红火蚁( Solenopsis invicta )对生态、农业和公共健康构成了严重威胁。常规诱饵常常会引发红火蚁的行为抗性,导致巢穴迁移和二次扩散,加剧防控难度。基于此问题,本研究成功开发了一种基于天然多糖材料海藻酸钠的仿生微球茚虫威饵剂(CA@IDC MBt),可有效诱骗全球性入侵害虫——红火蚁( Solenopsis invicta )主动攻击并摄取药剂,从而实现对整个蚁巢的高效清除,田间防治效果达到100%。该研究为红火蚁的绿色防控提供了全新策略。 研究团队利用海藻酸钠(Sodium Alginate, SA)这一天然多糖材料,构建出一种具有特定机械性能和表面特性的微球载体,并通过离子凝胶法将杀虫剂茚虫威(Indoxacarb, IDC)封装其中,形成直径约3.5毫米的仿生微球诱饵CA@IDC MBt。该微球不仅在物理形态上模拟了昆虫幼虫的表面结构,还在化学成分上模仿了表皮烷烃等识别信号,从而成功″欺骗″工蚁将其认定为真实猎物。 行为学实验表明,与商用诱饵相比,CA@IDC MBt能显著提高工蚁的接触率、攻击率和搬运率。蚂蚁会主动撕咬、注射毒液并将其运回巢穴。微球中茚虫威的缓释特性(释放时间超过80小时)避免了蚂蚁的早期警觉,使药剂得以在巢穴内逐渐积累并传播至整个群体。研究还发现,使用该诱饵后,红火蚁体内的毒液生物碱含量在21天内下降了35–48%,其后续攻击能力显著减弱。组织病理学分析显示,药剂可导致其中肠结构严重损伤,最终导致个体死亡和群体崩溃。 在广东东莞进行的田间试验中,CA@IDC MBt在草坪、鱼塘和绿地三种生境中均表现出卓越的防效,施药21天后蚁口减退率达到100%,且未发现新巢形成,显示出良好的环境适应性和推广应用潜力。 该研究不仅开发出一种高效、环保的红火蚁防控新技术,也首次证实了多糖基材料在仿生诱饵领域的巨大潜力,为未来针对其他入侵物种的精准防控策略提供了新思路。 相关论文链接: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124259 
  • 《中国研究团队破译几丁质生物合成机制,为靶向几丁质精准设计的绿色农药开发奠定基础》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:闫亚飞
    • 发布时间:2022-11-25
    • 据学术经纬公众号9月23日消息,中国农业科学院和中国科学院的研究团队揭示了几丁质生物合成的完整过程,并阐明了尼克霉素抑制几丁质生物合成的机制。该团队通过冷冻电镜、扫描电镜、X射线衍射等手段,分别解析了几丁质合成酶5种不同状态下的三维结构,揭示出几丁质合成反应室的底物结合位点、催化中心以及通往跨膜转运通道的入口,从而反映出几丁质生物合成的关键步骤:PsChs1与底物结合、新生成的几丁质链延伸、产物通过跨膜转运通道释放至细胞外。该研究通过在原子尺度上对几丁质合成酶与底物、产物和抑制剂的结合模式的分析,为靶向几丁质精准设计的绿色农药开发提供了基础性、关键性信息。相关研究成果发表于Nature期刊。