pH響應(yīng)型GO-L-Ser-KM納米農(nóng)藥制備及其對煙草赤星病的防控

中圖分類號：S435.72：TQ450.1 文獻標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2025）06-0121-12

納米農(nóng)藥作為近20年納米技術(shù)在病蟲害防治發(fā)展中的產(chǎn)物，其在提高傳統(tǒng)藥劑綜合性能、智能控緩釋、靶向運輸以及提高利用率等方面受到廣泛關(guān)注[1]。其中，氧化石墨烯（graphene oxide，GO）作為石墨烯的一種衍生二維碳材料，可利用石墨或石墨烯經(jīng)Hummers法、微機剝離法和化學(xué)氣相沉積法等制備[2-4]。其原理是通過化學(xué)氧化反應(yīng)在石墨烯表面引入含氧官能團（-COOH和-OH等）合成GO，不僅保持了石墨烯的六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)和功能，還增強了水分散性[5-6]。GO 因具有納米材料優(yōu)良的物化特性被廣泛用于能源、生物環(huán)境和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的研究?；趦?yōu)良的水分散性、生物相容性、易于功能化修飾和較強的吸附能力等，GO同樣被廣泛用于農(nóng)藥遞送系統(tǒng)（PDS）的研究。

Peng等[7]王立杉[8]利用GO吸附吡唑醚菌酯（ Φ_Pyr） 制備了GO-Pyr的納米制劑，不僅提高了Pyr的光解穩(wěn)定性和分散性，還實現(xiàn)了在不同溫度和pH值條件下的緩釋;其次，GO-Pyr對霜霉病菌的殺菌作用比Pyr更強，同時，GO對該病菌也展現(xiàn)出一定的抑制效果。韓旭[9利用小尺寸氧化石墨烯（SGO）制備了SGO-Pyr，同樣提升了Pyr的綜合性能，且對玉米莖腐病菌（禾谷鐮孢菌）表現(xiàn)出更高的防效，同時對玉米具有良好的生物安全性。Sharma等[10]利用銅硒化合物 Cu_2-xSe 修飾GO，通過負載毒死蜱（chlorpyrifos）制備了 rGO- Cu_2-x Se-chp-PSMA防漂移納米農(nóng)藥，其在花菜葉子上能抵抗雨水沖刷；在菜粉蝶幼蟲上實現(xiàn)了靶向防治，致死率提高達 35% 以上；同時還具光熱和pH響應(yīng)特性，可通過光催化降解。 Hu 等[利用聚乙二醇化的GO負載氟環(huán)唑（EPX）制備了GO-PEG-EPX和結(jié)合了刀豆蛋白A（ConA）凝集素的GO-PEG-EPX-ConA兩種納米農(nóng)藥。在稻瘟病防治中，GO-PEG-EPX對病菌具有更強的抑制作用，且GO-PEG-EPX-ConA能與孢子特異性結(jié)合，阻斷孢子與葉片的接觸，實現(xiàn)藥劑的精準(zhǔn)釋放。Song等[12利用羧甲基殼聚糖（CMCS）改性GO遞送溴氰菊酯（DM）制備了GO-CMCS-DM的PDS，與傳統(tǒng)農(nóng)藥的爆發(fā)性釋放相比，GO-CMCS-DM在酸性條件下表現(xiàn)出更強的控緩釋，實現(xiàn)了對淡色庫蚊的持續(xù)性防治。由此可見，以GO為載體的PDS在病蟲害防治方面展現(xiàn)了巨大的研究與應(yīng)用價值。

醚菌酯（kresoxi-methyl，KM）是甲氧基丙烯酸酯類（Qols）廣譜殺菌劑，對子囊菌、擔(dān)子菌、半知菌及卵菌等具有優(yōu)良的殺菌作用，能夠防治白粉病、炭疽病和疫病等多種病害，同時，也常被用于煙草赤星病的防治研究[13]。其作用機制是通過抑制病菌線粒體呼吸阻礙其三磷酸腺苷（ATP）的合成，進一步抑制細胞壁形成、干擾和破壞細胞膜結(jié)構(gòu)及功能，表現(xiàn)為抑制菌絲生長和孢子萌發(fā)[14-15]。然而，KM具有對病原菌的作用位點單一，長期、大量使用容易導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性[16]因不易溶于水和不易控釋等難以被充分利用，易降解不能為作物提供持久保障等缺點。因此，改善KM農(nóng)藥的綜合性能，提升藥劑利用率對植物保護具有重要意義

L-絲氨酸（L-Ser）作為氨基酸類材料具有天然的生物相容性和安全性。其具有 -OH，-COOH 和 -NH₂ 等親水官能團，易溶于水和乙醇等溶劑，且溶解性與 ΔpH 值相關(guān)。將其功能化修飾載體，可增強對藥物的負載和功能性釋放，并提高藥劑靶向性[17-18]。因此，本研究利用L-Ser 作為 ΔpH 響應(yīng)型材料對GO進行修飾，構(gòu)建雙親水性且具pH 響應(yīng)的功能載體（ _G0-L-Ser） 遞送KM，研究其 pH 響應(yīng)釋放行為、儲藏穩(wěn)定性、抗紫外光解、濕潤性和抗雨水沖刷能力等綜合性能。并測定其對煙草赤星病菌的防治效果及初步評估其生物安全性，以期為納米農(nóng)藥的開發(fā)及提高作物病害防治能力提供新的參考途徑

材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 載體及藥劑 氧化石墨烯（GO）、L-絲氨酸（ L-Ser） ）和碳酰二亞胺（EDC）由南京師范大學(xué)提供； 97% 醚菌酯（KM）購自常熟恒耀新材料有限公司。

1.1.2 供試菌株 長柄鏈格孢菌（Alternarialongipes）由貴州省煙草科學(xué)研究院提供；鏈格孢菌（Alternariaalternata）由貴州大學(xué)煙草學(xué)院提供

1.1.3培養(yǎng)基 馬鈴薯葡糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）和MS培養(yǎng)基購自青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司。

1.1.4 供試種子 云煙87裸種，由貴州大學(xué)煙草學(xué)院提供；綠豆裸種，由南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院提供

1.2 GO-L-Ser-KM的制備

首先，通過GO與L-Ser的物化作用合成載體 _GO-L-Ser 。稱取GO和 L-Ser 各 0.5g 加入去離子水中，經(jīng)超聲、攪拌分散均勻后混合于500mL水中；室溫下 500r/min 攪拌 12h ，并分3次將共 0.5g 加入EDC催化反應(yīng)；反應(yīng)完成后，利用透析袋進行透析，間隔 2～3h 換水，共換4＼～5次，以除去多余的L-Ser和EDC。

然后，采用物理吸附法制備 _G0-L-Ser-KM 分別稱取 0.25g 載體GO-L-Ser 和 0.5g 藥劑KM分散溶解后混合于 500mL 乙醇-水溶液（ V/V= 1：1）中;室溫下避光 500r/min 攪拌 12h 后10 000r/min 離心 15min ，收集上清液和產(chǎn)物；用乙醇和去離子水純化3次，得到 _G0-L-Ser-KM 復(fù)合物。

1.3 GO-L-Ser-KM的表征

使用掃描電鏡（型號：HitachiRegulus8100）掃描材料形態(tài)特征；采用德國布魯克公司的紅外光譜儀（型號：ALPHA-II）測試材料官能團；使用日本理學(xué)公司的X-射線衍射儀（型號：D/max2500/PC）測試材料結(jié)晶度;使用德國耐馳公司的同步熱分析儀（型號：STA449F3）測試材料熱穩(wěn)定性；使用雙光束紫外可見分光光度計（型號：TU-1900）測試樣品吸光特性，建立KM的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 GO-L-Ser對KM的載藥量測試

測定制備 _G0-L-Ser-KM 的上清液在 263nm 處的吸光度值，根據(jù)KM標(biāo)準(zhǔn)曲線計算濃度，并算出負載量和載藥率。公式[19-20]如下：

L_t（%）=W_KM/W_G0-L-Ser×100

式中， L_e 表示反應(yīng)體系對KM的負載量， C₀ 為農(nóng)藥初始濃度， C_e 為上清液濃度； L_t 表示單位 _GO-L- Ser對KM的載藥率， W_KM 表示吸附KM的質(zhì)量，W_G0-L-Ser 表示 GO-L-Ser 的質(zhì)量。

1.5.1 _G0-L-Ser-KM 的 pH 響應(yīng)體外釋放行為和模型擬合 將 _G0-L-Ser-KM 的分散液 10mL 置于透析袋（ 8000～14000Da） 中，分別放入 pH 值為5、7、9的 30% 乙醇溶液（ 500mL ）中，室溫下200～300r/min 避光攪拌透析 7d ，以模擬藥劑體外釋放行為。分別于1、2、4、8、14、24、36、48、72、

120.168h 各取樣 4mL ，并補充溶液。測定KM濃度，得到不同 pH 值條件下 _G0-L-Ser-KM 隨時間變化的累積釋放曲線。并采用零級動力學(xué)、一級動力學(xué)、Korsmeyer-Peppas 和Higuchi 模型評價GO-L-Ser-KM 的釋放行為[21-22] 。

累積釋放率： 式中， Er 為KM的累積釋放率，Ve為取樣量（4mL ）； ΔV₀ 為總體積（ 500mL ）； C_n 為 n 時段KM的濃度（ mg/L ;M是 _G0-L-Ser-KM 中KM的質(zhì)量（20 （mg） 。

零級動力學(xué)： M_t/M_∞=K₀t+A 式中， M_t 為不同時間點KM的累積釋放量 （mg） ，M_∞ 為總釋放量（ mg ）， K₀ 為零級動力學(xué)常數(shù)，t為時間（h），A為常數(shù)。

一級動力學(xué)： （20 。

式中， K₁ 為一級動力學(xué)常數(shù)。

Korsmeyer-Peppas 模型： M_t/M_∞=K_k-ptⁿ 。式中， K_k-p 為 Korsmeyer-Peppas 常數(shù); n 為釋放指數(shù)：當(dāng) n?0.5 時，釋放滿足Fickian擴散； 0.5

Higuchi模型： M_t/M_∞=K_Ht^0.5 式中， K_H 為Higuchi常數(shù)

1.5.2 _G0-L-Ser-KM 抗紫外光能力測試將_G0-L-Ser-KM 和KM分散液置于紫外燈（21W，254nm ，高度 50cm ）下，分別于1、2、4、8、14、24、36、48、72、120、168h 取樣，并測定KM吸光度值，根據(jù)KM標(biāo)準(zhǔn)曲線測定農(nóng)藥含量和光解率，繪制_G0-L-Ser-KM 的光解曲線和偽一級動力學(xué)擬合圖，計算降解半衰期（ DT₅₀ ）。公式[23]如下：

光解率 （%）= （初始KM含量-UV照射后

KM含量）/初始KM含量 ×100 ;

C_t=C₀e^-kt

DT₅₀=ln2/k

式中， C_t 為某一時刻的KM濃度， C₀ 為初始濃度，k為偽一級動力學(xué)常數(shù)，t為時間 （h） 。

1.5.3 _G0-L-Ser-KM 的儲藏穩(wěn)定性測試將1 000mg/L 的 _G0-L-Ser-KM 裝入玻璃瓶，在0°C 和 25^°C 下儲藏 ⁷d，54^°C 下儲藏 14d ，分別間隔1d和 2d 取樣，檢測KM濃度。

1.5.4 _G0-L-Ser-KM 對煙葉的濕潤能力測試將同濃度的 _G0-L-Ser-KM 和KM分散液懸滴3μL 于煙葉上，通過全自動接觸角測量儀（SDA30S，Kruss，Germany）測試其動態(tài)接觸角。在 0.2，4.6，8min 記錄其接觸角變化。

1.5.5 GO-L-Ser-KM 抗雨水沖刷能力測試將1 000mg/L 的 _G0-L-Ser-KM 和KM分散液分別與 1000mg/L 的羅丹明B混合進行熒光標(biāo)記[24]。將混合液噴灑于煙葉表面，以液滴不流為準(zhǔn)，風(fēng)干后在倒置熒光顯微鏡下觀察其熒光強度。將葉片傾斜 30^° ，與滴水處垂直高度 10cm ，用去離子水（ 100mL，20mL/min） 沖洗煙葉表面，晾干后檢測藥劑流失情況[25] 。

1.6 _G0-L-Ser-KM 對煙草赤星病的防控作用

1.6.1 GO-L-Ser-KM對煙草赤星病菌的室內(nèi)抑菌活性 采用菌絲生長率法測定藥劑對赤星病菌的抑菌活性[26]，根據(jù)預(yù)試驗配制3.125、6.25、12.5，25，50mg/L 系列濃度的 _G0-L-Ser-KM 和KM含藥培養(yǎng)基，以乙醇-無菌水為對照（CK）。取直徑 0.9cm 的菌餅接于培養(yǎng)基中央，于氣候箱（溫度 28^°C ，濕度 50% ）中暗培養(yǎng)，在第5天和第10天計算抑制率、 EC₅₀ （半數(shù)有效濃度）、毒力回歸方程和 R² 。并采用SR值評估 _G0-L-Ser-KM 的抑菌效果， SR=0.5～1.5 表示藥劑間的加和作用， SRgt;1.5 則為協(xié)同增效作用[27]

I（%）=（D_ck-D_t）/（D_ck-0.9mm）×100 SR=KMEC₅₀/G0-L-Ser-KMEC₅₀ 。

式中，I為生長抑制率 （%），D_ck 為對照菌落直徑0 χ_mm^′， ）， ΔD_t 為處理后菌落直徑（ （mm） ）， 0.9mm 為初始直徑。

1.6.2GO-L-Ser-KM對煙草赤星病菌孢子萌發(fā)的影響采用孢子萌發(fā)法[28]測定納米農(nóng)藥對病原菌孢子萌發(fā)的抑制效果。分別取1、10、100mg/L 的 _G0-L-Ser-KM 和KM與孢子懸浮液（ 5× 10⁴ 個 '_mL ）各 0.5mL 于離心管中混合，置于 28^°C 氣候箱培養(yǎng)。 24h 后鏡檢，以芽管長度超過孢子橫向直徑的一半視為萌發(fā)。每視野孢子數(shù)不低于50個，至少觀察3個視野。孢子萌發(fā)率 （%）= 萌發(fā)孢子數(shù)/觀察孢子數(shù) ×100 ;孢子萌發(fā)抑制率（%）= （對照孢子萌發(fā)率-處理孢子萌發(fā)率）/對照孢子萌發(fā)率 ×100 0

1.7 GO-L-Ser-KM生物安全性初步評估

采用浸種法[29]分別測定 1.10.100mg/L 的G0-L-Ser，GO-L-Ser-KM 和KM對煙草和綠豆種子發(fā)芽率和幼苗生長的影響，每處理重復(fù)3次。將種子置于溫度 25^°C 、濕度 50%.12h 光照/ ^12h 黑暗氣候箱中培養(yǎng)，以胚根長度等于種子長度的一半即認定為發(fā)芽。并以室內(nèi)防治最大濃度（50mg/L ）為參考，采用MS培養(yǎng)基進一步測定KM和_G0-L-Ser-KM 對煙苗生長的影響，煙苗長至小十字期時測定其根長和莖長，以評估納米農(nóng)藥生物安全性。種子萌發(fā)率 （%）= 萌發(fā)種子數(shù)/供試種子數(shù) ×100 。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel、Origin 2021、SPSS 27軟件進行統(tǒng)計分析，計算藥劑對病菌的 EC₅₀ ，相關(guān)系數(shù) R² ，Probit模型擬合毒力回歸方程。并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（ANOVA），用Dun-can's和LSD法進行差異顯著性檢驗， Plt;0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 _G0-L-Ser-KM 的制備與表征

利用EDC催化 L-Ser 與GO的物化反應(yīng)制備載體GO-L-Ser，并通過KM與GO-L-Ser之間的物理吸附合成 _G0-L-Ser-KM 。掃描電鏡結(jié)果（圖1）表明，GO表面整潔光滑且有大量立體褶皺；經(jīng)修飾后，GO表面覆蓋了一層或多層的L-Ser ，呈凹凸結(jié)構(gòu)展開，增加了GO表面的粗糙度和厚度， _GO-L-Ser 具備GO優(yōu)良的吸附能力；當(dāng) _GO-L-Ser 負載KM后，GO-L-Ser表面沉積了大量納米級KM顆粒。計算得到反應(yīng)體系中GO-L-Ser 對KM的負載量為 76.48% ，單位 _G0-L-Ser 對KM的載藥率為 152.96% 。

紅外光譜（圖2a）顯示，GO在3434、1627、1396，1065cm^-1 處出現(xiàn)特征峰，分別代表 -OH 、SP² 碳骨架 -c=c- 、羧基基團-O-H-和C-O的伸縮振動峰[7，30]；經(jīng) L-Ser 修飾后，GO 和 L-Ser 的特征峰均存在，證明 _GO-L-Ser 制備成功；KM在1 739cm^-1 處出現(xiàn)吸收峰，歸因于 C=0 的拉伸振動，在 1598cm^-1 處的吸收峰歸因于苯環(huán)骨架中C-H 鍵的拉伸振動[20]； _G0-L-Ser-KM 顯示了GO-L-Ser和KM的特征吸收峰，且沒有出現(xiàn)新的吸收峰。這一結(jié)果表明KM成功負載到GO-L-Ser載體上，且兩者間的合成作用為物理吸附

X- 射線衍射圖譜（圖2b）顯示， _GO-L-Ser 在2θ=10^° 時出現(xiàn)GO的（002）晶面特征衍射峰[7-8]；KM的XRD圖譜顯示出其晶體衍射峰;合成 G0-

L-Ser-KM后，KM的衍射峰有所增強或削弱，這是因為 _G0-L-Ser 的加入影響了KM的晶體結(jié)構(gòu)[20]，但其特征鋒仍然存在，證明KM被成功負載。

由熱重圖（圖2c）可知， _G0-L-Ser 的熱降解可分為4個階段：第1階段在室溫 ～140^°C ，失重率在 7.5% ，主要為蒸發(fā)喪失的水分;2＼～3階段在140～525^°C 間，主要由 _G0-L-Ser 中基團的分解造成，失重率達 46.0% 左右；第4階段為 525～ 800^°C ，由于載體的碳骨架分解，最終剩余 15.1% 左右。KM在 200°C 開始極速分解，到 275^°°C 時僅剩 3.7% ，升溫至 800° 時幾乎分解完[31]_G0-L-Ser-KM 在溫度升至 150°C 時，水分造成的失重為 3.5% ： 150～260^°C 開始極速降解，失重在 68.2% 左右； 260～800^°C 分解緩慢，由于GO-L-Ser高效負載KM，最終剩余量（ 4.6% 接近KM的失重，其熱分解過程符合 _GO-L-Ser 和KM的熱失重變化。

2.2 _G0-L-Ser-KM 的 pH 響應(yīng)體外釋放行為

室溫下 _G0-L-Ser-KM 在不同 pH 值條件下的釋放行為如圖3所示，與單劑KM的快速釋放不同， _G0-L-Ser-KM 在 pH 值為5、7、9的條件下均表現(xiàn)出控緩釋。由圖3b可知， ^48h 之前，由于GO-L-Ser表面的KM脫落，導(dǎo)致 _G0-L-Ser-KM 的釋放較快;隨時間推移，GO表面的 L-Ser 逐漸溶解，鑲嵌和包裹的KM被釋放，實現(xiàn)藥劑的持續(xù)性釋放；到 168h 時， _G0-L-Ser-KM 在 pH 值為

5、7和9環(huán)境下的累積釋放率分別達 93.77% ！64.41% 和 56.78% 。酸性條件下納米農(nóng)藥的親水基團被質(zhì)子化，削弱了載體與藥劑間相互作用力（非共價鍵或氫鍵、靜電吸附能力和范德華力等）[32]，且L-Ser在酸性條件下更容易溶解，藥劑表現(xiàn)為快速釋放。而在中性和堿性環(huán)境下的GO-L-Ser-KM釋放速率較慢，表現(xiàn)為緩釋性

對 _G0-L-Ser-KM 的釋放進行0級動力學(xué)、一級動力學(xué)、Korsmeyer-Peppas 模型和Higuchi 模型的擬合，結(jié)果如圖3c—f所示，釋放動力學(xué)參數(shù)如表1所示。結(jié)果表明， _G0-L-Ser-KM 的釋放更符合一級動力學(xué)，證明GO-L-Ser-KM釋放機制依賴濃度變化

a：KM和GO-L-Ser-KM釋放曲線;b：GO-L-Ser-KM在 ΔpH 值為5、7、9下的釋放曲線;c：0級動力學(xué)模型;d：一級動力學(xué)模型；e：Korsmeyer-Peppas 模型;f：Higuchi 模型。

2.3 _G0-L-Ser-KM 的抗紫外光解和儲藏穩(wěn)定性

_G0-L-Ser-KM 和KM的紫外光解曲線和偽一級動力學(xué)擬合如圖 ^4a，b 所示，隨紫外燈照射時長增加，KM和 _G0-L-Ser-KM 的光解率提高，光解速率由快變慢，KM的光解速率遠高于GO-L-_Ser-KM;168h 后， _G0-L-Ser-KM 的光解率達到61.82% ，而KM幾乎完全光解 （97.54% ）。由表2可知， GO-L-Ser-KM 和KM的 DT₅₀ 分別為141.45h 和 43.14h ，這是由于GO對紫外光具有吸收作用[33]，降低了KM的光解半衰期

_G0-L-Ser-KM 在不同溫度下的儲藏穩(wěn)定性如圖4c—f所示， _G0-L-Ser-KM 在 0°C 和 25°C 儲藏7d，在 54^°C 下儲藏 14d 的濃度均無明顯變化，且在儲藏過程中 _G0-L-Ser-KM 分散均勻，無分層現(xiàn)象，而KM幾乎不溶于水。證明GO-L-Ser-KM不僅能改善藥劑的親水性還具優(yōu)良的儲藏穩(wěn)定性。

2.4GO-L-Ser-KM在煙葉上的動態(tài)接觸角變化

GO-L-Ser-KM和KM在煙葉表面的接觸角變化如圖5所示，在 0min 時， _G0-L-Ser-KM 和KM的接觸角分別為 65.65^° 和 73.05^° ;隨時間推移，GO-L-Ser-KM的鋪展速率更快， 8min 時其接觸角下降到 37.2^° ，低于KM的接觸角 （52.35^°） 。表明 _G0-L-Ser-KM 在煙葉上的濕潤能力更強，這是GO及其復(fù)合材料的加入增加了其對葉片親和力的結(jié)果[34]

2.5 GO-L-Ser-KM的抗雨水沖刷能力

藥劑的抗雨水沖刷能力是衡量其在植株體上附著穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。本試驗通過模擬雨水沖刷探究 _G0-L-Ser-KM 在煙葉上的粘附能力，結(jié)果（圖6）表明，噴施同濃度 _G0-L-Ser-KM 和KM的煙葉均出現(xiàn)大面積熒光，且熒光強度幾乎一致；進行2次雨水沖刷后，噴施 _G0-L-Ser-KM 的煙葉表面藥劑減少不明顯，這可能是GO基復(fù)合材料與有機表面的強結(jié)合力以及 _G0-L-Ser-KM 呈納米級貼紙的特點使其與煙葉緊密結(jié)合進而減少了藥劑流失[10]；而噴施KM的煙葉在第2次沖洗后病斑和健康部位的熒光強度均大幅降低，這是藥劑大量流失所致。由此可見， _G0-L-Ser-KM 更能抵抗雨水沖刷。

2.6 GO-L-Ser-KM對煙草赤星病的防控作用2.6.1 對煙草赤星病菌的室內(nèi)抑菌活性 測定GO-L-Ser-KM 和 KM 對 A. longipes 和 A. alternata的室內(nèi)菌絲生長影響數(shù)據(jù)，結(jié)果（表3，圖7）表明，在 10d 內(nèi)， _G0-L-Ser-KM 和KM對2種病菌都表現(xiàn)出優(yōu)良的抑制活性。其中，第5d時，GO-

L-Ser-KM和KM對病菌的平均 EC₅₀ 分別為0.925mg/L 和 1.683mg/L ，SR值為1.819；在第 10d 時，_G0-L-Ser-KM 和KM對病菌的平均 EC₅₀ 分別為1.238mg/L 和 2.292mg/L ，SR 值為1.851。由此可知， _G0-L-Ser-KM 對病原菌抑制作用更強，且由SR值可以看出兩者表現(xiàn)為協(xié)同殺菌作用。

觀察赤星病菌菌絲生長和孢子產(chǎn)生的情況（圖8）發(fā)現(xiàn)， _G0-L-Ser-KM 和KM均能有效減少A.longipes和A.alternata分生孢子的產(chǎn)生，延緩孢子的萌發(fā)。同時，藥劑誘導(dǎo)菌絲的節(jié)隔增多，結(jié)間膨大增粗，菌絲分叉增加，促使菌絲趨于“矮狀”畸形，破壞病原菌結(jié)構(gòu)，進而抑制其生長。對比發(fā)現(xiàn)， _G0-L-Ser-KM 對孢子和菌絲的破壞效果更強，這是導(dǎo)致 _G0-L-Ser-KM 比KM更高抑菌活性的原因。

2.6.2對煙草赤星病菌孢子萌發(fā)的影響如圖9所示， _G0-L-Ser-KM 和 KM 對 A. longipes 和 A.alternata孢子處理 24h 后，對孢子芽管萌發(fā)和菌絲伸長的抑制作用隨藥劑濃度增大而增強。其中， 50mg/L 的 _G0-L-Ser-KM 對2種孢子萌發(fā)的抑制率分別高達 93.14% 和 82.08% ，而KM的則分別為 86.67% 和 72.90% 。另外，A.alternata孢子對藥劑敏感性較弱，導(dǎo)致藥劑對其抑制作用低于A.longipes，且低濃度時藥劑釋放和防效不穩(wěn)定，致使 0.5mg/L 的 _G0-L-Ser-KM 對 A. alternata孢子沒有表現(xiàn)出更高的抑制效果。但 _GO-L- Ser-KM對孢子的萌發(fā)抑制效果普遍高于KM，這歸因于GO-L-Ser-KM在孢子懸浮液中可對孢子進行靶向吸附包裹（圖9c），促進了藥劑的精準(zhǔn)釋放。

2.7 GO-L-Ser-KM的生物安全性評價

藥劑對煙草和綠豆種子萌發(fā)及其幼苗生長的影響如圖10和圖11所示。結(jié)果表明，G0-L-SerGO-L-Ser-KM 和KM處理下種子的萌發(fā)率與CK均無顯著差異，煙草和綠豆種子的發(fā)芽率分別達 80% 以上和 100% 。MS培養(yǎng)基上，KM能顯著抑制煙草幼苗根系生長，致使其根毛短小、稀疏（圖10c）。另外， 10mg/L 和 100mg/L 的 G0- _L-Ser-KM 和KM對綠豆胚根伸長存在顯著的抑制作用（圖11）。

進一步分析可知，納米載體 _G0-L-Ser 對生物具有良好的安全性，而高濃度的 _G0-L-Ser^- KM和KM對種子萌發(fā)和生長發(fā)育有一定的抑制作用，這是KM對種子具有毒性的結(jié)果;其次，比較GO-L-Ser-KM和KM對煙草和綠豆的萌發(fā)時同類別柱上不同小寫字母表示處理間差異顯著（ Plt;0.05） ，下同間及幼苗根系生長發(fā)現(xiàn)，將KM負載于 _GO-L-Ser 可一定程度上減少種子對藥劑的吸收，進而降低單劑KM的毒性

3討論與結(jié)論

本研究利用L-Ser修飾GO，以KM為模式農(nóng)藥，通過物理吸附法制備了 _G0-L-Ser-KM ，經(jīng)掃描電鏡、紅外光譜、X-射線衍射、熱重等測定證明了KM的成功負載。在 _{G0-L-Ser：KM}=1：2 時，載體對藥劑具有優(yōu)良的負載量（ 76.48% 和超高的載藥率（ 152.96% ）。實現(xiàn)了在不同 pH 值條件下的功能性釋放， _G0-L-Ser-KM 在酸性條件下表現(xiàn)出快速釋放的效果， 168h 時累積釋放率能達到 93.77% ，有利于發(fā)揮農(nóng)藥的時效性；在堿性條件下， _G0-L-Ser-KM 中活性成分表現(xiàn)為緩釋，168h 時的累積釋放率僅為 56.78% ，有效延長了藥劑的釋放時間。且 _G0-L-Ser-KM 的釋放符合一級動力學(xué)，濃度大時釋放速度快，而后緩慢釋放，既保證了藥劑的速效性又能發(fā)揮其持續(xù)性。_G0-L-Ser-KM 較單劑KM延長紫外光解半衰期，降低KM在環(huán)境中的光解。 _G0-L-Ser-KM 在葉面接觸角和抗雨水沖刷測試中表現(xiàn)出更強的親和力和粘附能力，有利于減少藥劑流失。以上結(jié)果表明GO-L-Ser-KM在很大程度上克服了傳統(tǒng)農(nóng)藥的缺陷，突出了納米農(nóng)藥在提高農(nóng)藥利用率上的研究應(yīng)用價值。

另外，A.alternata和A.alternata作為引起我國煙草赤星病的主要病原菌，以二者作為防治對象更具普遍性和科學(xué)性。本研究中， _G0-L-Ser- KM的抑菌活性更強，有效降低了藥劑對病菌的EC₅₀ ，且SR值 （1.819，1.851gt;1.5） 表現(xiàn)為協(xié)同殺菌作用；其次， _G0-L-Ser-KM 對赤星病菌孢子具有靶向性和更高的抑制效果，這有利于納米農(nóng)藥在低濃度下發(fā)揮作用，降低病菌產(chǎn)生抗藥性和大量農(nóng)藥使用帶來的污染。納米載體 _GO-L-Ser 還具有優(yōu)良的生物相容性，通過負載KM可在一定程度上降低單劑KM的毒性，有利于提高藥劑安全性。綜上可知，納米農(nóng)藥控釋體系GO-L-Ser-KM具備功能性釋放、優(yōu)良水分散性、更強的抗光解和粘附能力等優(yōu)點，在傳統(tǒng)藥劑改良、病害生態(tài)防治和降低抗藥性風(fēng)險等方面展現(xiàn)出巨大的潛力。

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