“Reactive oxygen species (ROS)-responsive delivery of chlorantraniliprole by a nanoscale metal-phenolic network for systemic control of rice striped stem borer”文章发表在《Journal of Nanobiotechnology》。本研究依托金属酚网络（MPN）构建活性氧（ROS）响应型氯虫苯甲酰胺纳米递送体系CAP@TF-PEG，成功解决了传统农药靶向性差、持效期短、生态风险高等问题。该纳米制剂可精准防控水稻二化螟，同时兼具生物安全性、环境友好性，还能促进水稻根系生长，实现病虫防治与作物提质兼顾，为绿色智能纳米农药的研发与应用提供了可行方案。
研究背景
水稻二化螟是水稻主产区重大害虫，幼虫钻蛀茎秆的取食方式，让常规叶面喷施农药难以抵达作用靶标，严重威胁水稻产量与粮食安全。当前防治主力药剂氯虫苯甲酰胺的传统剂型存在物理稳定性差、植株内吸转运能力弱等缺陷，需多次高浓度施药，进而引发农药残留、害虫抗药性、虫害再猖獗等“3R”生态问题。研究发现，水稻遭受虫害、组织受损时会爆发ROS，而金属酚网络拥有动态配位结构与刺激响应特性。基于植物-害虫互作的ROS信号机制，开发ROS响应型智能纳米农药，成为突破传统农药应用瓶颈的重要方向。
主要研究结果
研究以单宁酸-三价铁金属酚网络为载体包覆氯虫苯甲酰胺，外层修饰聚乙二醇与牛血清白蛋白，制备得到CAP@TF-PEG纳米颗粒。材料表征证实其粒径均一，大幅改善药液在疏水水稻叶片上的润湿性与附着能力；体外释药实验表明，该体系在正常环境下药物泄漏量极低，仅在高ROS环境中瓦解外壳、定向释放有效成分，具备优异的ROS响应释药特性。
借助荧光标记、PET-CT活体示踪技术证实，CAP@TF-PEG可通过水稻韧皮部完成体内转运，并在虫害、植株损伤部位靶向富集。室内毒力试验显示，该制剂速效毒性略低于传统剂型，但杀虫持效性显著提升；田间试验证明其对水稻二化螟综合防效优异，可有效减少水稻白穗与田间虫口数量。转录组分析表明，纳米载体可协同抑制害虫表皮合成，干扰其解毒与代谢通路，强化杀虫效果。
生物安全评价结果显示，CAP@TF-PEG对斑马鱼、哺乳动物细胞的毒性远低于原药，且不会改变土壤微生物群落结构与功能，生态安全性良好。此外，该纳米载体可上调水稻生长素相关基因表达，提升内源生长素含量，显著促进水稻根系生长。
研究总结
该研究打造的多功能智能纳米农药，融合了靶向释药、长效防虫、生态安全、作物促生四大优势，弥补了传统化学农药的诸多短板，契合现代农业绿色可持续发展理念，拥有较高的田间推广价值与商业化潜力。
原文链接：
https://doi.org/10.1186/s12951-026-04666-x
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