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近日,中国农业科学院烟草研究所烟草病虫害绿色防控创新团队在绿色植保与植物生长调控领域取得重要突破。他们研发的一种含卟啉结构单元的共价有机框架纳米载体,不仅能有效降低农药药害,还能通过独特机制唤醒植物生长潜能,相关研究成果发表于《植物生物技术》,为光信号驱动的绿色农业技术创新提供了全新思路。
在农业生产中,高浓度农药的使用是一把“双刃剑”:一方面能有效防治病虫害,另一方面却容易对作物造成药害,抑制植物生长,甚至影响农产品质量安全。如何在保证防效的同时降低药害,成为绿色农业发展面临的重要课题。而此次研发的纳米载体,恰恰为解决这一难题提供了巧妙方案。
这支创新团队在研究中发现,当将卟啉结构单元引入共价有机框架纳米载体后,其展现出了超乎预期的性能。这里的“卟啉结构单元”,是实现“减药害、促生长”的核心组件,本质是一种结构特殊的有机分子片段。
研究中,科学家将卟啉作为“结构单元”嵌入共价有机框架(一种新型纳米材料),既利用了它的结构稳定性——作为载体的“骨架片段”,能让纳米载体保持良好的孔道结构,方便装载农药并实现高效递送,减少药剂对植物的直接伤害;更借助了它的光响应特性——让纳米载体拥有了“智能核心”。
经由该载体递送农药,即便在高浓度药剂处理下,也能显著减轻对植物的药害,更令人惊喜的是,它还能主动诱导植物生长。进一步研究揭开了背后的奥秘:这种纳米载体就像一位智能“快递员”,能通过植物根系顺利进入植株体内,并在体内自由穿行。其核心本领正是来自卟啉结构单元——它能像“微型光传感器”一样,激活植物体内的光信号通路,唤醒沉睡的生长基因,让植物的生长潜能得到充分激发。
值得关注的是,该研究首次清晰揭示了纳米材料通过光信号通路调控植物生长的分子机制,打破了人们对纳米载体仅作为“药物递送工具”的传统认知,赋予了纳米材料在农业领域更广阔的应用前景。这种集“减药害”与“促生长”于一体的纳米载体,不仅能减少农药使用带来的环境压力,还能助力作物提质增产,契合绿色农业的发展需求。(记者宋雅娟)
