根结线虫病导致蔬菜、水果等作物一定程度减产，世界范围内每年造成严重的经济损失，该病害目前已成为制约我国设施农业健康发展的重要因素，其中以南方根结线虫（Meloidogyne incognita）危害最为严重。琥珀酸脱氢酶抑制剂类（SDHIs）杀线虫剂氟吡菌酰胺具有较高的杀线虫活性，受化合物物化性质影响，以悬浮剂剂型登记为主，且相关制剂的靶向接触效率低，制约药剂的高效利用。利用纳米技术实现新剂型创制，提升氟吡菌酰胺的靶向接触效率，是实现农药高效利用与药剂减量的有效途径。

       近期，中国农业科学院烟草研究所完成的题为“氟吡菌酰胺纳米纤维剂的研制及其对南方根结线虫的生物活性”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷15期正式发表。

       采用同轴静电纺丝技术，以不同生物可降解材料为壳材，以溶剂化氟吡菌酰胺为芯材，制备两种氟吡菌酰胺纳米纤维剂（Flu@NF）。利用SEM、EDS、TEM、FTIR、TGA等，表征Flu@NF的形貌结构、元素组成、官能组分与热稳定性能；以41.7%氟吡菌酰胺悬浮剂为对照药剂，评价Flu@NF对南方根结线虫2龄幼虫（J2）与卵的生物活性。

图1  制备芯-壳结构纳米纤维的同轴静电纺丝装置示意图

       在高压+15 kV，芯-壳溶液流速比1﹕4，与接收器边距24 cm的条件下，成功制备了以聚乙二醇（PEG）/聚己内酯（PCL）与醋酸纤维素（CA）为壳材的PEG/PCL-Flu@NF与CA-Flu@NF，平均直径分别为316与440 nm，且两种载药纤维符合芯-壳的内外微观结构，壳层厚度分别为71.15和24.84 nm，载药量分别为15.32%与20.37%，经壳材包覆后，氟吡菌酰胺的热稳定性显著提高。

图2  两种载药纤维的芯-壳微观结构特征

图3  氟吡菌酰胺与两种载药纤维热重分析图

       相较于氟吡菌酰胺悬浮剂，载药纤维的缓释性能显著提高，在不同浓度下，随处理时间的延长线虫死亡率显著提高，于高浓度（25 mg/L）处理24 h后，两种纤维剂对2龄幼虫的致死率均高于98%，于低浓度（4 mg/L）处理24 h后，两种纤维剂对2龄幼虫的致死率分别为91.4%和79.6%；PEG/PCL-Flu@NF与CA-Flu@NF对线虫卵孵化均具有较好的抑制作用，于高浓度（25 mg/L）下处理3 d后卵未孵化率分别为71.8%和89.2%，于低浓度（4 mg/L）下处理3 d后卵未孵化率分别为59.4%和76.2%。

图4  两种氟吡菌酰胺载药纤维在不同浓度下对南方根结线虫2龄幼虫的致死率

图5  两种氟吡菌酰胺载药纤维在不同浓度下对南方根结线虫卵孵化的抑制作用

       基于同轴静电纺丝技术，以PEG/PCL与CA分别为壳材制备的纳米纤维对氟吡菌酰胺具有优异的包覆效果，纤维剂通过缓释作用保护作物根系，对南方根结线虫具有较高生物活性，其在防控根结线虫病的应用方面具有巨大潜力。

       该研究获得中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1610232023005）、中国农业科学院烟草研究所青年科学基金（1610232024021）、四川烟草病虫害智能测报体系构建与应用项目（SCYC202215）的资助。

       论文链接：《氟吡菌酰胺纳米纤维剂的研制及其对南方根结线虫的生物活性》

       引用本文：

       凌文政, 曹海潮, 余佳敏, 宗浩, 王凯, 冯超, 陈丹. 氟吡菌酰胺纳米纤维剂的研制及其对南方根结线虫的生物活性[J]. 中国农业科学, 2024, 57(15): 2997-3009.

       LING WenZheng, CAO HaiChao, YU JiaMin, ZONG Hao, WANG Kai, FENG Chao, CHEN Dan. Preparation of Fluopyram-Loaded Nanofiber Nematicide and Its Biological Activity Against Meloidogyne incognita[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(15): 2997-3009.