農藥是農業生產中的重要資料,也是保證農作物不受病蟲害侵擾,穩產豐產的基礎之一。但農藥本身可能受到環境影響而發生降解,進而影響藥效。因此,以納米材料作為載體,對農藥化合物進行負載和包裹,可以有效防止所載農藥受環境中pH、溫度等因素的刺激而發生降解,具有較大研究價值和應用潛力。

然而,農藥有效成分被納米材料負載后形成了一種新的載藥顆粒,可能會對靶標作物生長帶來與傳統制劑不同的影響。這一問題是制約農藥納米化新型技術發展與應用的核心科學問題,也是新型農藥制劑能否落地的關鍵,更是國內外農藥監管部門重點關注的問題。

在此次研究中,科研人員結合代謝組學技術,對比研究了農藥原藥、納米材料載體及納米載藥顆粒對靶標作物生長代謝的不同影響。

研究以納米介孔二氧化硅為載體材料,制備了噻呋酰胺納米載藥顆粒,研究了其對水稻生長代謝的影響。

結果表明,噻呋酰胺原藥對水稻植株的生長有一定的負面影響,施藥后水稻植株中的葉綠素、總酚、總類黃酮、總蛋白等物質含量均發生一定的改變,而載藥顆粒可以緩解農藥有效成分對靶標作物生長的影響；利用代謝組學技術研究發現,噻呋酰胺原藥處理后水稻幼苗中多種氨基酸代謝途徑以及嘌呤和嘧啶代謝物的含量發生變化,而載藥顆粒處理后水稻幼苗中相關氨基酸的含量顯著增加,表明載體材料中硅元素的引入可促進水稻幼苗中氨基酸的合成,并減弱有效成分噻呋酰胺對其生長的負面影響。

據介紹,該項研究著眼農藥納米載藥顆粒對靶標作物體生長代謝影響的微觀層面,探索載藥顆粒對靶標作物生長代謝影響的新機制和精準調控的新方法,為科學合理的研發與應用農藥納米載藥顆粒提供理論依據與技術支撐。研究得到國家重點研發計劃項目和中國農科院科技創新工程等項目資助。