近日，中国农业大学植物保护学院沈杰/闫硕团队联合中国农业科学院生物技术研究所苏晓峰研究员在国际权威期刊《Advanced Science》上发表题为“Preparation of multifunctional nano-protectants for high-efficiency green control of anthracnose”的研究论文。该研究成功研发了一种用于防治芒果炭疽病的新型绿色纳米保护剂，这种保护剂不仅能有效抑制炭疽病的侵染，还能增强植物自身的抗病能力，充分展现了纳米材料在植物疾病控制方面的“控制与促进”双重功能。
炭疽菌（Colletotrichum）是全球范围内影响农业生产的重要真菌之一，给农业带来了严重的经济损失，据估计，仅在中国，由炭疽菌引起的损失每年就超过3亿美元。这种病原体具有潜伏感染的特点，能够在果实成熟前长期以菌丝形式存在于植物体内。传统的化学农药虽然在控制植物病害方面起到了关键作用，但它们存在分散性差、颗粒尺寸大等问题，这不仅影响了农药的效果，也限制了其在农业生产中的应用效率。因此，寻找新的方法来提升农药的生物活性和使用效率成为了迫切的需求。
为此，研究团队设计并合成了一个既亲水又亲脂的双嵌段聚合物（HLDP），并通过疏水相互作用将壳聚糖（CS）组装成纳米级别的HLDP-CS保护剂。这一创新设计显著提升了CS在植物叶面上的湿润性和粘附性，从而提高了纳米保护剂的附着率和植物对保护剂的吸收效率。由于芒果炭疽病菌表面带有负电荷，而HLDP-CS纳米保护剂带有正电荷，两者之间的静电吸引作用能够有效破坏病菌的细胞壁和细胞膜结构，进而阻止病菌孢子的萌发及菌丝的生长。此外，研究还发现，HLDP-CS纳米保护剂可以通过抑制病菌的代谢过程来降低其致病力，并通过促进植物体内次生代谢产物（如芦丁、槲皮素等）和植物激素（如水杨酸、脱落酸等）的合成，加强植物自身的防御机制。
图1. HLDP-CS纳米保护剂的直接抑菌效果
图2. HLDP-CS纳米保护剂的诱导植物抗病反应
总的来说，这项研究提出了一种基于纳米技术的新策略，用于制备具有“控制与促进”双重作用的纳米保护剂，以直接对抗病原菌的侵袭并增强植物的免疫响应。中国农业大学植物保护学院闫硕教授和中国农科院生物技术所苏晓峰研究员为该论文共同通讯作者，已出站博士后尹佳茗为论文第一作者（现入职浙江省农科院湘湖实验室害虫行为调控团队）。中国农业大学沈杰教授、北京化工大学尹梅贞教授、中国农业科学院生物技术研究所程红梅研究员等专家对本研究给予了重要支持。该研究获得了包括国家自然科学基金、海南省自然科学基金青年基金项目、中国高校科学基金等多项资金的支持。
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