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为解决氟啶胺（fluazinam）非内吸性导致药效受限及对土壤微生物影响不明的问题，研究人员开展纳米载体对其转运及土壤微生物影响的研究。结果显示，氟啶胺纳米胶囊抑菌活性高、促进吸收转运、增加有益菌丰度。这为非内吸性农药应用提供新策略。
在农业生产的大舞台上，病害始终是困扰农作物茁壮成长的 “顽敌”。其中，由疫霉菌（Oomycetes）引发的一系列疾病，如辣椒疫病、黄瓜霜霉病等，严重威胁着作物的产量与质量。为了有效抵御这些病害，化学防治成为了常用手段，氟啶胺作为一种高效广谱杀菌剂，凭借独特的作用机制，在植物病害防治中备受关注。它能通过干扰病原菌细胞内 ATP 的生成过程，阻断其能量供应，从而抑制病原菌的生长。然而，氟啶胺的非内吸性特质却成为了它在农业战场上的 “短板”，这使得它难以在植物体内有效传导，只能小剂量被植物吸收，大多时候仅能发挥保护作用，限制了其在田间的防治效果。与此同时，农药的使用还可能对土壤微生物群落产生影响，破坏土壤生态平衡，而氟啶胺对土壤微生物的具体作用尚不明确。在这样的背景下，如何突破氟啶胺的应用瓶颈，提高其防治效果，同时降低对土壤生态的负面影响，成为了农业科研领域亟待解决的关键问题。
为了攻克这些难题，中国农业大学、福建农林大学、山东农业大学、贵州大学以及西北农林科技大学等多所高校的研究人员携手开展了一项深入研究。他们致力于开发氟啶胺纳米胶囊，探究其对疫霉菌的抑制活性、在植物体内的传导特性以及对土壤微生物群落的影响。研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》杂志上。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，通过界面聚合法制备了氟啶胺微胶囊（MCs）、亚微胶囊（SubMCs）和纳米胶囊（NCs），并利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等对其进行表征，以确定粒子大小、形态及结构。接着，采用高效液相色谱（HPLC）技术分析氟啶胺在植物体内的含量及分布情况，借助共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察荧光标记的氟啶胺纳米胶囊在植物体内的运动轨迹。此外，运用宏基因组测序技术研究土壤微生物群落的多样性和组成变化，通过定量实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）检测植物相关基因的表达水平。
微胶囊的表征：研究人员制备的氟啶胺微胶囊以 MDI 和 ER 互穿网络为壳材，经界面聚合反应而成。结果显示，MCs、SubMCs 和 NCs 的 D50分别为 2.36μm、0.93μm 和 193.85nm。SEM 观察发现，MCs 表面粗糙有褶皱，SubMCs 和 NCs 则光滑呈球形，TEM 进一步证实了它们的核壳结构。FTIR 光谱分析表明，反应成功进行，氟啶胺被有效包裹。热重分析显示，微胶囊的热稳定性与壳层厚度相关，MCs 的热稳定性较高。释放曲线表明，纳米胶囊的释放速率比微胶囊和亚微胶囊更快，这可能与粒子尺寸减小有关。
制剂对疫霉菌的体外生物活性：通过菌丝生长速率法研究不同氟啶胺制剂对疫霉菌的抑制作用。结果表明，NCs 的 EC50值较低，对疫霉菌的抑制效果显著优于 MCs、SubMCs 和 SC，与 TC 和 NEW 相当。在对氟啶胺抗性菌株的测试中，NCs 降低抗性菌株抗性的效果明显优于 SC，与 NEW 相近。同时，NCs 处理后，辣椒疫霉菌（P. capsici）的 ATP 含量显著降低，表明其能有效抑制病原菌的能量代谢。
不同氟啶胺制剂对卵菌病害的防治效果：在辣椒疫病和黄瓜霜霉病的防治实验中，氟啶胺纳米胶囊展现出优异的性能。在辣椒疫病防治实验中，NCs 的防治效果比 NEW 和 SC 分别高出约 10%；在黄瓜霜霉病防治实验中，NCs 从黄瓜下胚轴向上叶的吸收和转运效果良好，对第二片真叶病斑的抑制率达到 52.02%，显著优于 NEW 和 SC。
不同氟啶胺制剂的向上转运行为：HPLC 分析结果显示，在辣椒植株中，NCs 组的氟啶胺在茎、叶和根中的浓度随时间显著增加，且明显高于 SC 组。CLSM 观察发现，FITC 标记的 NCs 能被辣椒根吸收并在根横切面清晰可见，进一步证实了纳米胶囊能促进氟啶胺在植物体内的吸收和转运。
各种氟啶胺制剂的环境安全性评估：研究人员对土壤微生物群落进行分析后发现，氟啶胺纳米胶囊对土壤微生物群落的 α - 多样性无显著影响，且其毒性不高于悬浮剂。在细菌群落组成方面，NCs 组中 Micrococcaceae 和 Planococcaceae 等有益菌的相对丰度显著增加，同时还鉴定出 Allorhizobium - Neorhizobium - Pararhizobium - Rhizobium 和 Paenisporosarcina 等有益菌属，这些细菌对土壤健康和植物生长具有积极作用。
植物内吞相关基因的诱导：qRT-PCR 分析表明，与其他氟啶胺制剂相比，NCs 处理后辣椒植株中 F - actin - capping（FACP）和 ras - related RABF2a 基因的表达显著上调，分别为 2 倍和 1.9 倍。这表明氟啶胺纳米胶囊能激活植物细胞的外排途径，增强内吞作用，从而提高植物对纳米颗粒的摄取效率，进一步提升防治效果。
综上所述，本研究成功开发了氟啶胺纳米胶囊，使其具备向上转运能力，且环境友好。纳米胶囊能促进辣椒对氟啶胺的吸收和分布，增强植物细胞对氟啶胺介导的纳米颗粒的内化作用，显著提高对卵菌病害的防治效果。在环境安全性方面，氟啶胺纳米胶囊与悬浮剂毒性相当，且能增加土壤中有益菌的丰度，对土壤健康具有积极影响。该研究为解决非内吸性农药的应用局限提供了新的策略，为农业生产中植物病害防治和土壤生态保护开辟了新的方向，有望推动纳米技术在农业领域的广泛应用，助力实现可持续农业发展。**<
