壳聚糖纳米载体增强fTDP蛋白的田间稳定性及抗烟草花叶病毒效能研究

针对蛋白类生物农药fTDP田间不稳定的瓶颈问题，研究人员创新性采用壳聚糖纳米载体(CSNPs)通过离子凝胶法构建CSNPs-fTDP体系。该纳米制剂粒径273.7±13 nm、zeta电位>50 mV，在温室和田间试验中分别保持fTDP诱导系统获得抗性(SAR)功能，并将TMV防治效果从39.2%提升至50.7%，为生物源纳米农药开发提供新范式。

　　

在农业可持续发展背景下，生物农药因其环境友好特性备受关注，但田间不稳定性成为制约其应用的"阿喀琉斯之踵"。以烟草花叶病毒(TMV)为例，这种能侵染数百种作物的病原体每年造成巨大经济损失，而传统化学防治又面临生态压力和抗药性风险。来自江西省某研究机构的研究团队另辟蹊径，将目光投向一种源自金针菇的活性蛋白——跨上皮电阻降低蛋白(Transepithelial electrical resistance-decreasing protein, TDP)。前期研究发现，通过原核表达系统获得的重组蛋白fTDP能激活水杨酸(Salicylic acid, SA)信号通路，诱导植物系统获得抗性(Systemic acquired resistance, SAR)，但裸露的蛋白质在复杂田间环境中如同"赤手空拳的战士"，极易失活。

为解决这一难题，研究人员巧妙利用天然阳离子多糖壳聚糖(Chitosan, CS)的"纳米盔甲"特性，通过离子凝胶法构建了负载fTDP的纳米载体系统(CSNPs-fTDP)。这项发表于《Pesticide Biochemistry and Physiology》的研究，通过多尺度技术验证了纳米制剂的优越性：采用动态光散射技术优化制备工艺，使纳米颗粒具备273.7±13 nm的理想粒径和0.215±0.003的优异分散性(PDI)；傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实了fTDP与载体的成功结合；扫描电镜(SEM)显示纳米颗粒呈规整球形；体外释放实验则揭示了其pH响应性缓释特性。

在机制探索层面，研究通过温室盆栽实验发现：CSNPs-fTDP能像"特洛伊木马"般持续释放活性成分，不仅诱导烟草产生过敏反应(Hypersensitive response, HR)，更显著提升防御酶（如POD、PAL）活性和PR基因表达量。尤为关键的是，在江西抚州田间试验中，纳米制剂展现出"双轮驱动"效应——既保留fTDP促进烟草生长的功能，又将TMV防治效果从39.2%提升至50.7%，这种提升主要归因于CS本身39%的TMV-CP抑制率与纳米载体稳定性的协同作用。

讨论部分强调，该研究开创性地将环境敏感型生物农药与纳米技术结合：一方面，CSNPs如同"分子保险箱"，通过静电相互作用保护fTDP免受环境降解；另一方面，载体材料的组织粘附性延长了药剂在叶面的滞留时间。这种"天然产物+纳米制剂"的策略，不仅为TMV防治提供了新思路，更构建了生物源纳米农药的通用技术框架。正如作者指出，该工作为后续更多生物活性物质的纳米化改造奠定了方法学基础，在推进农业绿色防控方面具有里程碑意义。