J Adv Res：制备纳米凝胶提高环氧虫啶对柑桔黄龙冰病媒柑橘蚜毒力和持久性

来源：生物谷原创 2024-09-30 10:31

本研究成功构建了以环氧虫啶为载体的纳米凝胶(NG)给药体系，所得Cyc@NGs具有较高的载药效率(60 wt%)。

亚洲柑橘木虱(ACP)是世界上柑橘最严重的害虫，因为它是黄龙病(HLB)的唯一天然媒介。HLB是柑橘的一种毁灭性病害，目前广泛分布于全球大部分柑橘产区，给亚洲、非洲和美洲造成了重大经济损失。目前，HLB还缺乏有效的控制策略。HLB的管理主要依赖于积极使用杀虫剂来控制柑橘D. citri种群的媒介。

全球范围内使用多种化学杀虫剂来控制柑橘蚜。噻虫嗪、吡虫啉、噻虫胺和呋虫胺作为反式亚硝基新烟碱类杀虫剂，在过去十年中已成为柑桔防治的有效替代品。然而，连续重复使用同一种杀虫剂已导致世界范围内柑橘蚜产生抗药性。因此，应该引入具有新机制的新型杀虫剂来防治抗性柑橘大蠊。

环氧虫啶是一种新型顺式亚甲基新烟碱类杀虫剂，对采食蚜虫如稻飞虱、小麦蚜虫、蠓、白蝇、棉蚜、桃蚜等有较好的防治效果。环氧虫啶具有独特的结构，其硝基取代基为顺式构型，而在所有其他商业化的新烟碱类中，硝基为反式构型。这种新颖的结构赋予了它新颖的作用方式。

因此，环氧虫啶对常规新烟碱类杀虫剂有抗性的害虫具有很高的防治效果。此外，之前的研究也表明环氧虫啶是对柑橘成虫和若虫都有高毒性。因此，环氧虫啶是防治抗药性柑橘大蠊的理想替代杀虫剂。但环氧虫啶是在水中的溶解度和稳定性较差，限制了其发展。

近年来，纳米技术在农药科学中的应用极大地促进了植物保护的进步。设计并制备了纳米颗粒作为农药载体。可将农药包被或附着在纳米颗粒的疏水性基团上，从而提高药效、有效成分的靶向转运、稳定性和释放功能。例如，Xu等人开发了一种基于生物聚合物的可扩展、可生物降解和可持续的核壳纳米结构，具有多种模拟响应，用于智能农药输送。Liang等人设计并构建了Ber@ZnO-Z纳米球，该纳米球可以在疾病暴发期间响应环境因素释放农药。Ber@ZnO-Z纳米球可以最大限度地减少农药的不必要损失，提高农药利用率。Su等人通过聚琥珀酰亚胺酰胺键环开环反应，研制出一种新型农药纳米载体(PAD)，防止农药流失，提高杀虫效果。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.08.036

近日，来自中国农业科学院植物保护研究所的研究者们在J Adv Res杂志上发表了题为“Fabrication of nanogels to improve the toxicity and persistence of cycloxaprid against Diaphorina citri, the vector of citrus huanglongbing”的文章，该研究表明纳米凝胶颗粒是一种很有前途的杀虫剂传递平台，环氧虫啶的纳米凝胶颗粒将是有效管理柑橘蚜的合适候选物。

柑桔地虱是柑桔黄龙病的天然病媒，是世界上危害柑桔最严重的害虫。环氧虫啶(Cyc)对柑桔有剧毒。但其溶解度和稳定性较差，限制了其发展。为了提高环氧虫啶的杀虫效果和对恶劣气候条件的稳定性，本研究以Cyc为代表农药，采用4,4‘-亚甲基双(异氰酸苯酯)、PEG600、正丁醇制备缓释纳米凝胶颗粒(Cyc@NGs)。

Cyc@NGs的抗紫外线能力

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.08.036

研究结果表明：Cyc@NGs在不同温度下的稳定性表明，经过5天的培养，Cyc@NGs在4℃、14℃和40℃时稳定。生物活性研究表明，在相同活性成分剂量下，Cyc@NGs对柑橘蚜的杀虫活性高于Cyc。此外，Cyc@NGs有效地保护Cyc免受光解和雨水冲刷。

Cyc@NGs对柑橘叶片的润湿性优于Cyc和Cyc- wp，这可能有助于提高生物活性，这主要得益于其与柑橘叶片的接触角较小。此外，fitc标记的纳米凝胶颗粒(fitc - ng)在柑橘叶组织和柑橘中肠中具有很强的渗透和富集能力，促进了杀虫剂的易位和稳定性。因此，纳米颗粒促进了杀虫剂的易位和持久性，从而提高了杀虫活性。