双刺激响应介孔有机硅纳米平台共递送杀菌剂与植物免疫诱导剂协同防治黄瓜霜霉病

为解决传统农药利用率低、环境损失大及光稳定性差等问题，研究人员开发了一种新型双刺激响应纳米平台CYM@MON-SA，通过共递送杀菌剂cymoxanil(CYM)和植物免疫诱导剂水杨酸(SA)，实现了谷胱甘肽(GSH)和酰胺酶(AM)触发的可控释放。该平台显著提高了CYM的光稳定性(半衰期延长3.22倍)，对黄瓜霜霉病(CDM)防效达86.22%，并通过上调抗病基因(CsNPR1/CsPR1等)激活植物免疫反应，为绿色农业病害防控提供了新策略。

　　

中国农业大学的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表了一项突破性研究，针对农业生产中两大痛点——传统杀菌剂光解快、植物自身抗病能力未被充分利用，设计出"会智能释放农药的纳米小车"。就像给农药装上GPS导航和缓释胶囊，这种基于介孔有机硅(MON)的纳米平台CYM@MON-SA能同时搭载杀菌剂CYM和免疫激活剂SA，遇到植物体内的特定信号分子(GSH和AM)才会释放药物。

研究人员采用溶剂蒸发法将CYM载入氨基修饰的MON-NH₂，再通过酰胺键嫁接SA构建多功能纳米平台。通过透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)等技术验证了纳米颗粒的形貌和载药量(SA 6.08%，CYM 12.27%)，并利用高效液相色谱(HPLC)分析其在模拟植物环境中的释放动力学。生物活性测试采用黄瓜离体叶盘法和整株接种实验，通过qRT-PCR检测抗病基因表达。

材料表征
TEM显示CYM@MON-SA呈79.87 nm球形颗粒，氮吸附-脱附曲线证实其介孔结构(孔径3.60 nm)。13C NMR在165.38 ppm出现酰胺键特征峰，FTIR在1630 cm^-1处检测到C=O伸缩振动，证实SA成功嫁接。

刺激响应特性
在含8 mM GSH和100 U/L AM的缓冲液中，168小时后SA和CYM累计释放率分别达86.42%和95.30%，符合Ritger-Peppas模型(n<0.43)，呈现Fickian扩散机制。TEM观察到纳米颗粒在刺激条件下逐渐降解。

光稳定性提升
UV照射下CYM@MON-SA的半衰期(8.91 h)较原药延长3.22倍，归因于MON对紫外线的屏蔽作用。

生物活性
离体实验中CYM@MON-SA对Pseudoperonospora cubensis抑制率(86.11%)显著高于CYM-TC(30.56%)。田间试验显示其对CDM防效达86.22%，较CYM-SC(50.73%)提升35.49%，协同因子(SF=1.42)证实SA与CYM协同增效。

免疫激活机制
处理组黄瓜叶片SA含量增加，CAT活性降低至10.42 U·mg^-1·min^-1，MDA含量下降至5.04 nmol/g。抗病基因CsNPR1、CsPR1表达显著上调，证实系统抗性被激活。

该研究创新性地将农药直接杀伤作用与植物免疫诱导相结合，通过纳米技术解决了CYM光不稳定性难题。MON-SA载体使SA缓释时间延长，与快速释放的CYM形成"速效+持效"的协同防控模式。更重要的是，这种响应植物自身信号分子(GSH/AM)的精准释放策略，为发展环境友好型智能农药提供了范式。研究团队指出，未来需进一步验证该纳米平台在大田条件下的稳定性及对非靶标生物的影响。