纳米农药与昆虫抗药性.docx
《纳米农药与昆虫抗药性.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《纳米农药与昆虫抗药性.docx(7页珍藏版)》请在第一文库网上搜索。
1、农业害虫通过直接破坏和间接传播植物病害造成全球大约20%40%的作物损失。杀虫剂在保障全球粮食生产、促进农产品产量稳定增长方面发挥了重要作用。然而,过度依赖及持续大量使用化学农药对害虫起到了选育作用,长期积累会导致其抗药性发生与发展。昆虫抗药性日益严重,使害虫再猖獗,造成农作物大量减产,给植保工作带来巨大挑战。因此,深入开展昆虫抗性治理,对提高农产品的产量与品质,实现农业的绿色发展,具有重要的学术意义和应用价值。昆虫抗性治理旨在综合运用化学策略、生物防治、物理防治和农业防治等手段,延缓或者阻止昆虫抗药性的产生与发展,促使昆虫对农药恢复或保持敏感状态,延长农药产品的使用周期,将虫害控制在经济允许
2、水平之下。其核心在于降低杀虫剂对靶标害虫的选择压力。轮换和混用具有不同作用机制的杀虫剂是延缓昆虫抗药性最常用的化学手段。通常最理想的策略是创制具有新作用机制的杀虫剂,但由于开发一个商品化的新农药通常需要1015年的时间,且杀虫剂的研制和开发速度远低于昆虫产生抗性的速度。农药剂型对改善农药性能起着关键的作用,从不同程度上可以缓解一些农药品种的抗药性问题。因此,通过农药剂型的优化,延缓新农药品种抗药性的发展,克服已有的抗药性,进而延长现有杀虫剂品种的使用寿命具有十分重要的意义。近年来,纳米科技的迅猛发展为现代科学提供了新的方法论,正在推动传统学科在许多交叉领域不断孕育新的重大突破。在医药领域,化疗
3、是目前肿瘤干预的主要方式,但随着使用时间的延长,肿瘤细胞表现出对多种化疗药物的耐药性(MDR)。MDR是肿瘤细胞对抗化疗药物毒性损伤最重要的自我保护机制,也是化疗失败的重要原因。近年来,药物载体成为克服MDR研究的热点,纳米载体在逆转MDR方面具有增强药物靶向性、实现药物选择性释放、减少药物外排以及协同递送多种活性分子的优势,受到国内外学者的广泛关注,说明纳米材料和技术在克服药物耐/抗药性方面具有良好的应用前景。O1纳米农药国内外学者在利用纳米技术和材料改善农药性能方面开展了广泛的研究,并取得了一系列的进展。纳米农药踏准时代发展的需求,口渐成为当下国内外的研究热点。作者基于近年来的研究工作和体
4、会,给出了纳米农药的初步定义:通过纳米制备技术,使农药有效成分在制剂或/和使用分散体系中的平均粒径以纳米尺度分散状态稳定存在的农药。具体纳米尺度的界限目前国内外尚未有统一的界定。作者认为尺度太大,如1000nm,难以真正体现纳米农药的优势;尺度太小,如50或100nm会带来生产成本的增加,难以规模化生产从而进行实际应用。不同存在形态的纳米农药应该有不同的尺度范围要求,如纳米乳剂可限定在IOOnm以内,纳米悬浮剂限定在300nm以内,充分兼顾制备的成本和使用的性能。在国家重大科学研究计划项目“利用纳米材料与技术提高农药有效性与安全性的基础研究”和国家重点研发计划项目“化学农药对靶高效传递与沉积机
5、制及调控”的支持下,我国农药科研工作者围绕纳米载药系统的农药水基化分散效应、农药叶面高效沉积与剂量转移调控机理、有效性与安全性作用机制等关键科学问题,进行了较为深入的研究,在基础理论和应用方面均取得一定的突破,也研发出一些具有产业化前景的纳米农药。然而,纳米农药对昆虫抗药性的影响仍缺少关注。纳米农药特有的小尺度和控制释放性能改变了常规农药剂型应用中药剂在靶标作物及有害生物上的传输分布及剂量效应,这种改变是延缓抗药性还是促进抗药性的发生均值得进一步开展深入研究。02纳米农药与昆虫抗药性昆虫抗药性主要与昆虫生理、生化机制的改变以及抗性基因的突变有关。昆虫体内解毒酶活性增强,表皮穿透性降低和靶标部位
6、敏感性下降都会导致昆虫抗药性的产生。肿瘤MDR的产生主要是由于跨膜蛋白过度表达、相关酶系统变化、药物作用靶点改变,导致药物代谢和外排能力增强及化疗效果减弱。昆虫抗药性与肿瘤MDR产生的原因有很多相似之处,因此纳米载体克服肿瘤MDR所取得的研究进展激励我们深入研究纳米农药对昆虫抗药性的影响。纳米载体特有的小尺度效应、药物控制释放和靶向传输性能,有望在延缓或者克服昆虫抗药性方面发挥重要作用。2.1纳米载药体系降低昆虫体内解毒酶对杀虫剂的代谢降解昆虫体内解毒酶活力的增强是昆虫产生抗药性的重要原因。细胞色素P450单加氧酶(P450)、谷胱甘肽-S转移酶(GST)和竣酸酯酶(CarE)是昆虫体内参与代
7、谢抗性研究最多的三大解毒酶。解毒酶参与杀虫剂代谢本质上是催化一系列化学反应,比如氧化、水解、加成和取代反应等。纳米载体则可以减少负载农药与环境因子的接触,提高其在使用环境中的化学稳定性。通过自组装形成的纳米胶束可以显著提高天然除虫菊素的光稳定性和灭蚊活性。聚谷氨酸和壳聚糖通过静电自组装形成的纳米微球不仅可以显著提高阿维菌素的光稳定性,还可以提升对松树线虫的杀虫活性。纳米载药体系进入昆虫体内后,纳米载体可以保护负载的杀虫剂,减少与解毒酶的接触,从而有望降低其代谢脱毒。纳米载药体系也可以通过降低解毒酶的活性从而延缓农药活性成分的降解。Bi1a1等成功制备了尺寸在180nm左右的碳量子点修饰的荧光介
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 纳米 农药 昆虫 抗药性