中国农业大学理学院吴学民教授团队在推动农用乳液提质增效方面取得新进展

近日，中国农业大学理学院吴学民教授团队在国际权威期刊《先进功能材料》上发表研究论文《硒掺杂生物基纳米颗粒推动农用乳液走向新型“攻防兼备”策略》。该研究围绕农业可持续发展的核心目标，创新性地提出将“化学防控”与“植物免疫激活”协同融合的“攻防兼备”策略，推动了农用乳液在防治真菌病害方面实现协同增效，为实现农药的减量高效利用提供了强有力的理论支撑。

农药在保障农业生产安全中发挥着不可替代的作用，然而现有农药制剂常存在利用效率低、防治效果差等问题，亟需构建更绿色、高效且可持续的农药递送体系。本研究创新性地构建了一种由硒掺杂玉米醇溶蛋白纳米颗粒稳定的咪鲜胺Pickering乳液。该乳液体系不仅可完全替代传统表面活性剂，还表现出优异的界面稳定性与药剂递送能力，显著提高了农药的利用效率。此外，所构建的硒掺杂纳米颗粒施用后可通过诱导植物内源免疫反应，激活抗病相关信号通路，从而增强植物的系统性防御能力。该免疫保护效应与咪鲜胺的直接杀菌活性协同作用，共同实现了对灰霉病的高效综合防控，体现出“攻防兼备”的新型农药应用策略。这种双重机制有助于减少农药用量，提高防治效果，推动绿色精准功能化农药制剂的发展，为农业可持续发展提供了切实可行的解决方案。

Pickering 乳液“攻防兼备”协同增效及应用评价示意图

离体生物活性测定结果表明，咪鲜胺Pickering乳液体系与市售乳油制剂在抑制灰霉病菌方面均表现出良好的抑菌效果。在实际应用中，咪鲜胺Pickering乳液展现出更为显著的防护能力，明显优于乳油制剂。组织染色结果与病害表型观察高度一致，进一步证实该乳液可有效减缓病原侵染与组织损伤。机制研究表明，乳液中引入的硒掺杂纳米颗粒能够激发植物体内抗氧化酶系统的响应，显著增强包括苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POD）在内的多种防御相关酶活性，同时有效缓解氧化胁迫，降低膜脂过氧化损伤水平，从而全面提升植物的抗病能力。本研究为构建高效、绿色、可持续的农药递送体系以及真菌病害的有效防控提供了重要的实践参考。

 A) 市售咪鲜胺乳油和Pickering乳液对灰霉病菌的体外杀菌活性。B)接种病原菌后施用市售咪鲜胺乳油和Pickering乳液处理黄瓜植株的表型比较。C) 通过台盼蓝染色评估细胞死亡情况，并采用硝基蓝四唑（NBT）染色可视化黄瓜叶片中不同处理下超氧阴离子（O₂⁻）的积累情况；D) 不同处理组中丙二醛（MDA）含量及抗氧化酶活性测定结果E) Pickering乳液诱导的双重“攻防兼备”机制示意图

该项研究由国家重点研发计划项目（2023YFD1701102）资助。中国农业大学为第一完成单位，理学院2023级博士生马英剑为第一作者，吴学民教授、徐勇副教授为共同通讯作者，赵锐博士及顾玉诚博士亦对论文做出重要贡献。

吴学民教授团队主要从事新型绿色农药制剂和助剂的开发与生产，纳米农药创制与应用以及农林业有害生物防治等相关方面研究工作。以第一作者或通讯作者发表专业学术论文150余篇，主编专著2部，获得省部级以上奖励5项，获得授权专利20余项，培养硕士、博士40余名。