纳米载药系统：蚕豆真菌病害防治的新策略——壳聚糖纳米粒、碳纳米管与固体脂质纳米粒的比较研究

《European Journal of Plant Pathology》：Vicia faba Fungal diseases: Could nanostructure drug delivery systems be a therapy?

本研究针对蚕豆主要真菌病害（巧克力斑病和叶斑病）的防治难题，开发了三种纳米载药系统（壳聚糖纳米粒CSNPs、碳纳米管CNTs、固体脂质纳米粒SLNPs）负载抗真菌药物（制霉菌素NYS和氟康唑FLZ）。通过叶面给药方式，证实纳米颗粒可通过气孔吸收并沿韧皮部筛管转运，显著提高染病蚕豆的生长发育指标和产量。特别发现固体脂质纳米粒载药系统效果最优，且收获的种子中未检出纳米材料残留，为作物真菌病害防治提供了高效安全的新途径。

　　

在农业生产中，真菌病害一直是制约作物产量的重要因素。以蚕豆为例，由Botrytis fabae引起的巧克力斑病和Alternaria alternata引起的叶斑病，常导致叶片坏死、落花落果，严重时甚至整株死亡，造成重大经济损失。传统化学农药虽能短期起效，但过度使用易引发环境污染、病原菌抗药性增强及农产品残留超标等问题。因此，开发高效、低毒、靶向性好的新型病害防控技术成为当务之急。

近年来，纳米技术在农业领域的应用为作物病害防控提供了新思路。纳米载药系统能够提高药物稳定性、增强靶向性、减少用药量，已显示出良好的应用前景。在此背景下，研究人员在《European Journal of Plant Pathology》上发表了一项创新性研究，比较了三种纳米载药系统在蚕豆真菌病害防治中的效果。

为评估不同纳米载药系统的防治效果，研究人员首先通过叶面喷施方式，将壳聚糖纳米粒(CSNPs)、碳纳米管(CNTs)和固体脂质纳米粒(SLNPs)三种纳米材料（单独或负载制霉菌素NYS/氟康唑FLZ）施用于染病蚕豆。使用透射电子显微镜(TEM)观察纳米材料在植物体内的吸收、转运途径及分布情况。通过田间试验测定不同处理对植株生长指标（株高、单株荚果数、单荚种子数等）和产量参数（作物产量、收获指数等）的影响，并利用TEM检测收获种子的纳米材料残留情况，评估其生物安全性。

病原菌鉴定与病害特征

通过对染病蚕豆植株的观察，明确了Botrytis fabae引起的巧克力斑病在叶片、茎秆、花器和豆荚上均出现症状，初期为红褐色小斑点，后期融合成大型暗褐色病斑，严重时导致叶片脱落、植株死亡。Alternaria alternata引起的叶斑病病斑呈褐色水渍状，具有同心轮纹特征，随病情发展导致叶片黄化早衰。

纳米材料的吸收与转运

透射电镜观察发现，三种纳米材料均能通过叶面吸收进入蚕豆体内，但不在表皮细胞、皮层细胞或叶肉组织中积累，而是特异性地分布在韧皮部筛管中。

这一转运特性使得纳米载药系统能够通过韧皮部快速运输至植株各部位，实现对病原菌的精准靶向。

对生长和产量发育参数的影响

与染病对照组相比，所有纳米载药处理均能显著改善蚕豆的生长和产量指标。其中固体脂质纳米粒负载氟康唑(SLNPs-FLZ)效果最为突出，使株高恢复39.97%，单株产量提高331.70%，作物指数提升384.62%。三种载药系统的防治效果排序为：固体脂质纳米粒(SLNPs) > 壳聚糖纳米粒(CSNPs) > 碳纳米管(CNTs)。

产出蚕豆种子的生物安全性

对收获种子的透射电镜分析显示，所有处理组的种子组织中均未检测到纳米材料残留。

表明这些纳米载药系统在发挥防治作用的同时，不会在农产品中积累，具有良好生物安全性。

本研究系统比较了三种纳米载药系统对蚕豆真菌病害的防治效果，揭示了纳米材料通过韧皮部筛管转运的独特机制。固体脂质纳米粒凭借其优异的载药能力和生物相容性，展现出最好的病害防治效果和作物恢复能力。更重要的是，纳米材料不会在种子中积累，解决了农产品安全性担忧。该研究为作物真菌病害的绿色防控提供了新思路，纳米载药系统有望成为传统农药的有效替代方案，在可持续农业发展中具有重要应用价值。