中国农业科学院植保所揭示金属铁有机骨架载药颗粒对靶标作物生长代谢的影响机制

　　近日，中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队在国际知名学术期刊Chemosphere（IF=8.943）上在线发表了题目为“metabolic pathways reveal the effect of fungicide loaded metal-organic frameworks on the growth of wheat seedlings”的研究论文。

 

　　作者引入一种安全性较强的金属铁有机骨架纳米材料（Fe-MOF）为载体，负载杀菌剂戊唑醇后，针对水稻幼苗的生长代谢情况，进行了空白对照、载体材料、载药颗粒及原药四组不同处理的对比研究。结合非靶标代谢组学技术，研究发现在水稻根部和幼苗中的氨基酸、脂肪酸、碳水化合物、嘧啶、嘌呤等多种化合物的含量在四组不同处理中发生了改变。与原药组相比，Fe-MOF载药颗粒处理后水稻幼苗的生理指标得到提升，同时该载药颗粒保证了杀菌剂的生物活性。由于Fe-MOF载药颗粒中铁元素的引入，促进了水稻幼苗的生长，有效缓解戊唑醇对水稻幼苗生长的负面影响。

 

　　在前期的研究工作中，作者以纳米介孔二氧化硅载药颗粒为例，发现载体材料中硅元素的引入可促进水稻幼苗生长，并减弱农药有效成分对其生长的负面影响（J. Hazard Mater. 2022, 425, 127892）。

 

　　在农业领域，纳米材料可作为载体对农药化合物进行负载和包覆，有效防止所载农药受环境中 pH、温度等因素的刺激而发生降解，具有较大研究价值和应用潜力。然而，农药有效成分被纳米材料负载后形成了一种新的载药形态，可能会对靶标作物生长带来与其传统制剂不同的影响。就犹如战士披上了盔甲，盔甲在保护战士并增加战士攻击力的同时，是否会带来安全影响呢？这一问题是制约农药纳米化新型技术发展与应用的核心科学问题，也是新型农药制剂能否落地的关键，更是国内外农药监管部门重点关注的问题。作者通过非靶标代谢组学技术，研究建立纳米农药对靶标植物安全性评价方法，为纳米农药的科学研发及安全使用提供理论基础。

 

　　中国农业科学院植物保护研究所为论文的完成单位，赵鹏跃副研究员为本文第一作者，黄啟良研究员为通讯作者。论文研究工作获得国家重点研发计划项目和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目的资助。

 

　　全文链接：

 

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653522021956