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《农药团队在水稻褐飞虱绿色高效防控方面取得新进展》

  • 来源专题：生物育种
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2023-09-13

  •     南湖新闻网讯（通讯员 宗茂）近日，我校植物科学技术学院农药毒理学及有害生物抗药性团队研究成果以“Redox and Near-Infrared Light-Responsive Nanoplatform for Enhanced Pesticide Delivery and Pest Control in Rice: Construction, Efficacy, and Potential Mechanisms”为题在ACS Applied Materials & Interfaces上发表。

        南湖新闻网讯（通讯员 宗茂）近日，我校植物科学技术学院农药毒理学及有害生物抗药性团队研究成果以“Redox and Near-Infrared Light-Responsive Nanoplatform for Enhanced Pesticide Delivery and Pest Control in Rice: Construction, Efficacy, and Potential Mechanisms”为题在ACS Applied Materials & Interfaces上发表。研究采用了一种创新的纳米平台，成功实现了对水稻重要害虫褐飞虱防控药剂的高效智能递送，进一步阐明了其增效机制。

        褐飞虱（Nilaparvata lugens）是我国水稻生产上的重要害虫，对水稻产量和品质造成严重危害。基于此，研究团队开发了一种镶嵌硫化铜的有机二氧化硅纳米复合载体，将其应用于新烟碱类杀虫剂烯啶虫胺的控制释放。硫化铜纳米颗粒可将近红外光能转化为热量，从而实现农药的快速释放和协同增效效应。同时，有机二氧化硅纳米颗粒具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积，可高效负载农药分子，并对害虫体内谷胱甘肽作出响应。硫化铜可实现快速光热转化，纳米平台具有较高的光热转化率，在近红外光的激发下，与烯啶虫胺原药相比，纳米平台对褐飞虱田间种群和抗药性种群的毒力均显著提升。进一步发现纳米平台可显著抑制褐飞虱抗药性种群中P450基因（NlCYP6ER1，NlCYP6AY1，NlCYP4C76）的表达，进而提高其对杀虫剂的敏感性，研究结果为害虫抗药性的治理提供了新思路。该纳米平台在有害生物绿色高效防控方面具有巨大应用潜力。

  • 原文来源：https://www.ebiotrade.com/newsf/2023-9/20230907065534482.htm
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    •     近日，植物科学技术学院李建洪教授领衔的农药毒理学与有害生物抗药性团队分别在Chemical Engineering Journal和ACS Applied Materials & Interfaces发表了题为“Overcoming resistance in insect pest with a nanoparticle-mediated dsRNA and insecticide co-delivery system”和“Metal?Organic Framework-Based Insecticide and dsRNA Codelivery System for Insecticide Resistance Management”的研究论文，报道了两种基于RNAi技术的害虫抗药性治理方法，研究采用dsRNA与杀虫剂共递送的方式，突破了害虫抗药性治理和新农药创制的传统思路，为我国棉花、水稻等作物杀虫剂减量使用和绿色高质量安全生产提供了新途径。 基于RNAi技术的害虫抗药性治理是一种极具潜力的有害生物防治策略。然而，dsRNA在环境中的不稳定性使其无法直接应用于农业生产。为解决这一问题，团队采用纳米载体同时负载杀虫剂和dsRNA，以害虫关键抗性基因为靶标，实现了害虫的绿色高效防控。纳米载体可以显著提升dsRNA的环境稳定性，并实现杀虫剂和外源dsRNA在植物和害虫体内的高效递送，显著提高了杀虫剂对害虫的生物活性。研究结果为抗性害虫治理提供了新的思路，在有害生物绿色高效防控方面具有巨大应用潜力。     基于共同递送杀虫剂和dsRNA的策略，构建了基于表面粗糙中空介孔二氧化硅（RHMS）与沸石型咪唑盐框架8（ZIF-8）纳米载体的RHMS/IMI/dsCYP6CY13（图1）与imidacloprid/dsNlCYP6ER1@ZIF-8（图2）共递送系统。RHMS利用其中空介孔结构高效负载杀虫剂，并进一步通过静电作用与dsRNA结合形成纳米级复合物，保护dsRNA免受核酸酶降解。由于RHMS/IMI/dsCYP6CY13具有独特的结构，可穿透棉蚜（Aphis gossypii）体壁，将杀虫剂与dsRNA共同递送至棉蚜体内，抑制关键抗性基因CYP6CY13的表达，提高了杀虫剂的杀虫效果。imidacloprid/dsNlCYP6ER1@ZIF-8共递送系统具有均一的粒径和良好的分散性，能够将吡虫啉与dsRNA高效递送至水稻茎基部，褐飞虱（Nilaparvata lugens）取食后，抑制抗吡虫啉褐飞虱关键抗性基因（NlCYP6ER1）的表达，从而提高了褐飞虱对吡虫啉的敏感性。     植物科学技术学院博士研究生吕海翔和于畅分别为论文第一作者，何顺副教授和马康生副教授为论文的通讯作者，李建洪教授和万虎教授参与了相关研究工作，以上研究得到了国家重点研发计划、湖北省重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
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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》
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    • 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 
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