近日,，植物保護(hù)學(xué)院/綠色農(nóng)藥全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士生杜澎銳,，在國(guó)際知名刊物Chemical Engineering Journal(1區(qū)，影響因子13.3),，發(fā)表了題為“pH/Enzyme-responsive nanocarrier pesticide delivery system: Realizing targeted release in pest gut for enhanced Apis cerana safety” 的研究論文,。

  該研究基于草地貪夜蛾和中華蜜蜂腸道pH和消化酶活性差異，構(gòu)建了一種生物基聚合物納米顆粒(IDC@ZOC NPs),，實(shí)現(xiàn)茚蟲(chóng)威(IDC)在草地貪夜蛾幼蟲(chóng)腸道選擇性釋放,，顯著提高了茚蟲(chóng)威對(duì)草地貪夜蛾的殺蟲(chóng)活性，在蜜蜂腸道不釋放或少釋放,，提高了對(duì)蜜蜂的安全性,。

  IDC@ZOC納米顆粒的平均粒徑為170.9nm，具有pH/蛋白酶的雙重響應(yīng)特性,。草地貪夜蛾取食玉米,，并具有自殘?zhí)匦裕c道中胰蛋白酶/糜蛋白酶活性較高,，在草地貪夜蛾腸道(pH 8.0–10.0)中,，堿性條件下納米顆粒空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)膨脹,，胰蛋白酶/糜蛋白酶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)間隙,，通過(guò)酶解作用，納米顆粒解體并釋放茚蟲(chóng)威(IDC),，從而表現(xiàn)出良好殺蟲(chóng)活性,；蜜蜂取食蜂蜜和糖，腸道中胰蛋白酶/糜蛋白酶含量少,，活性低,，在蜜蜂腸道環(huán)境(pH 4.5–6.5)中,，納米顆粒縮小并聚集,，胰蛋白酶/糜蛋白酶不進(jìn)入納米顆粒網(wǎng)絡(luò)間隙,，納米顆粒不被酶催化解體，茚蟲(chóng)威(IDC)被納米顆?；\鎖,，釋放量少，從而降低了對(duì)蜜蜂的毒性,。IDC@ZOC NPs對(duì)草地貪夜蛾幼蟲(chóng)的毒力為IDC WP的1.9倍,，損害了幼蟲(chóng)中腸，影響了幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育及氧化應(yīng)激酶活性,，幼蟲(chóng)腸道中DCJW(茚蟲(chóng)威代謝物)含量顯著增加,；對(duì)中華蜜蜂工蜂的毒性降低了3.09倍，顯著減少了對(duì)蜜蜂生長(zhǎng)和發(fā)育的影響,。該研究構(gòu)建了一種在草地貪夜蛾和蜜蜂間選擇性遞送釋藥的納米農(nóng)藥系統(tǒng),，為有害生物綜合防治提供了一種農(nóng)藥創(chuàng)制新思路。

IDC@ZOC NPs在胰蛋白酶/糜蛋白酶作用下的崩解

  植物保護(hù)學(xué)院碩士生杜澎銳和廣東省農(nóng)科院果樹(shù)研究所副研究員邵雪花為論文的共同第一作者,，張志祥教授和張佩文博士后為論文的共同通訊作者,。該述研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2023YFD1701103))和廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2023B0202080001)的項(xiàng)目資助。

  相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158419

文圖/植物保護(hù)學(xué)院