近期，中国农业大学沈杰、杜相革教授团队在植物源农药纳米化领域取得了新进展，利用一种星状阳离子聚合物作为农药助剂，实现了蛇床子素的纳米级装载，提升其对草莓主要病虫害的防效（图1），相关成果以标题“Simple osthole/nanocarrier pesticide efficiently controls both pests and diseases fulfilling the need of green production of strawberry”发表在美国化学会期刊ACS Applied Materials & Interfaces。中国农业大学为该论文第一完成单位，沈杰教授和杜相革教授为该论文的共同通讯作者，青年教师闫硕和硕士研究生呼倩为共同第一作者，参与单位包括北京化工大学尹梅贞教授团队。该研究得到了国家自然科学基金项目(32072497)的资助。
图1 纳米化蛇床子素病虫兼防示意图
草莓白粉病、二斑叶螨和桃蚜是草莓生产中的重要病虫害，蛇床子素具有一定的防病治虫效果，但其水溶性差、毒力低等瓶颈问题限制其在病虫兼防领域的应用。近年来，发展纳米农药是提升农药利用率的有效途径之一，纳米载体助剂可以大幅改善农药的理化性质并提升农药分子的递送效率，可以实现增效、减量的重要作用。该研究团队以一种结构简单、成本低廉的纳米级星状聚合物为农药分子载体，纳米载体与蛇床子素可以通过静电和疏水作用实现纳米级装载（图2）。纳米载体对蛇床子素的装载效率为17.09%，二者的结合打破了蛇床子素自身的团粒结构，将其粒径减小至17.66 nm。
图2 纳米载体与蛇床子素的结合图
利用草地贪夜蛾卵巢细胞系Sf9进行纳米化蛇床子素的毒力测定，结果表明：纳米化蛇床子素可以更多地通过胞吞胞吐作用转运进入内吞体，释放进入细胞质，从而提升了细胞水平毒力（图3）。
图3 纳米化蛇床子素的细胞水平毒力测试
在室内利用浸叶法对桃蚜和二斑叶螨进行生测，结果显示：纳米化蛇床子素毒力显著提升，对桃蚜和二斑叶螨毒力提升分别达1.441和1.230倍（图4）。
图4 纳米化蛇床子素对桃蚜（A）和二斑叶螨（B）的毒力测定
该研究还在草莓温室中开展了喷洒试验，纳米化蛇床子素对草莓白粉病防效提升近20个百分点（图5）。纳米化蛇床子素的降解速率加快，残留降低（图6），对草莓品质和天敌昆虫无明显影响。该研究为草莓产业的绿色发展提供了一项轻简化技术，符合农药“增效、减量”的国家战略。
图5 纳米化蛇床子素对白粉病的防效测定
图6 纳米化蛇床子素的植物内吸作用及降解
论文链接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c09887?ref=pdf
