辣椒疫霉作为重要的植物病原卵菌，可侵染多种寄主植物，给农业生产造成严重的经济损失。目前，化学防治依然是防控卵菌病害的主要手段。氟啶胺是一种杀菌谱广、抗性风险低的解偶联抑制剂，已登记用于多种卵菌病害的防治，但该药剂的非内吸性影响了其在田间的防治效果和施药技术。
近日，刘西莉课题组在Journal of Nanobiotechnology期刊发表了题为″Nanocarriers boost non-systemic fluazinam transportation in plants and microbial community enrichment in soil″的论文。本研究通过界面聚合法制备了氟啶胺纳米囊（NCs），揭示了氟啶胺纳米负载后在植物中的传导活性、对卵菌病害的防治效果及其对土壤安全性的影响等，为非内吸性药剂的田间科学应用提供了参考。
本研究通过聚乙烯亚胺分别与环氧树脂和异氰酸酯进行交联，构建了环氧树脂-异氰酸酯交联网络壁材，并利用界面聚合法成功制备了具有核壳结构的氟啶胺纳米囊。活性研究表明，氟啶胺纳米囊NCs与不同粒径的氟啶胺微囊MCs和SubMCs、微乳剂NEW和悬浮剂SC相比，其对辣椒疫霉、大豆疫霉和烟草疫霉等多种疫霉菌的离体抑菌活性及其对ATP含量的抑制率均显著提升；进一步研究发现，NCs对辣椒疫病和黄瓜霜霉病的活体防效显著优于对照剂型（图1）。
图1. 氟啶胺纳米囊NCs对辣椒疫霉的抑菌活性及其对辣椒疫病的防效均增强
为了解析氟啶胺纳米负载后在植物中的吸收传导活性，本研究建立了辣椒植株中氟啶胺的提取方法以及高效液相色谱检测法，明确了氟啶胺不同剂型处理后，辣椒植株相关组织中药剂的分布情况，发现氟啶胺纳米囊与MCs、SubMCs、NEW和SC相比，更易于被辣椒根部吸收并能够转运到辣椒植株地上组织（图2）。进一步利用FITC荧光素标记的氟啶胺纳米囊追踪了药剂在辣椒中的分布情况，荧光共聚焦观察显示，NCs可以更快地进入辣椒根系。此外，经氟啶胺纳米囊处理后，辣椒组织中与胞吐相关的基因表达量上升更为显著。上述结果表明，纳米负载体系显著提高了氟啶胺在植株中的内吸传导活性。
图2. 氟啶胺纳米囊NCs在辣椒不同组织中的含量及荧光分布
本研究进一步探究了氟啶胺纳米囊NCs对土壤安全性的影响。 NCs处理后土壤有益微生物的相对丰度与SC处理相比显著增加，这表明氟啶胺纳米负载不仅提升了其防治效果，还可能有助于改善土壤健康（图3）。综上所述，该项工作成功研发了一种氟啶胺纳米囊，显著提升了非内吸性药剂在植物中的内吸传导能力，进而增强了对植物卵菌病害的防治效果，具有良好的应用前景。研究结果对改善非内吸性药剂的使用方式并提高药剂有效利用率提供了指导。
图3. 氟啶胺纳米囊NCs对土壤微生物菌群的影响
原文链接
https://doi.org/10.1186/s12951-025-03118-2
来源: 刘西莉课题组
