技术突破:生物基纳米载体首次治愈植物病害前沿科技

高智导读:植物病害虽然是自然界的正常现象,但在农业上却可能造成灾难性的影响。它们减少了农村地区的粮食供给和财政收入。在最糟糕的情况下,它们会导致饥饿,正如历史上许多饥荒所显示的那样。全世界每年约有16%的农作物死于植物病害。

植物病害虽然是自然界的正常现象,但在农业上却可能造成灾难性的影响。它们减少了农村地区的粮食供给和财政收入。在最糟糕的情况下,它们会导致饥饿,正如历史上许多饥荒所显示的那样。全世界每年约有16%的农作物死于植物病害。
位于美因茨的马克斯•普朗克聚合物研究所(Max Planck Institute for Polymer Research)刚刚向科学界推出了一项双重创新:由“废物”制成的纳米载体,这种载体释放药物的方式首次治愈了一种植物疾病。
纳米载体是一种非常小的可降解胶囊,在过去的30年里已经被研究用于医学应用。这些纳米胶囊被认为是治疗人类癌症的“灵丹妙药”,因为它们将药物直接释放到目标细胞。
治疗从未治愈过的植物疾病
多亏了欧洲生物救援项目的研究基金,马克斯普兰克研究所的研究人员研究了用同样的原理治疗植物疾病的可能性。他们一直在测试这些纳米胶囊来治疗ESCA,这是一种影响全球20亿葡萄植株的真菌疾病,目前还没有治愈的方法。

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以农业残留物木质素为原料制成的生物基纳米载体。(图片:BIOrescue)

马克斯·普朗克研究所的弗雷德里克·沃姆博士领导了这项研究。进一步的测试将证实,从长远来看,这种疗法是否是一种解决方案。如果这种效果得到证实,同样的方法也可以推广到农业中的任何其他疾病。”
由废物制成的“圆形”纳米载体
这些纳米胶囊的第二个新奇之处在于,它们可以由废弃材料制成——在这种情况下是用蘑菇堆肥制成的。
“通常纳米载体是由基于化石燃料的聚合物制成的。在过去,我们已经开发了由造纸和纸浆工业的木质素制成的生物基纳米载体。但这是我们第一次尝试从农业残留物中开发它们,这使它们成为真正的“循环”产品,从使用过的植物肥料到植物治疗。什么也不会浪费!”玉木说。
为了得到这些微小的可生物降解的胶囊,马克斯·普朗克研究人员对经过预处理的蘑菇堆肥所得到的可溶性木质素进行了化学转化。
之后,纳米载体被装载上通常喷洒在植物上的药物,但效果非常有限。由于纳米载体的天然酶降解作用,药物在植物体内以可控的渐进方式释放。用这种有效的方法,药物只针对真菌,真菌会从内部破坏植物。测试表明,这些纳米载体对植物没有毒性,也不会到达作物。
“除了农业领域,胶囊还有许多其他潜在的应用,从食品增强到医药产品。这只是一个时间问题,直到我们找到生物基纳米载体可在市场上的任何这些用途,”沃姆说。

(来源:nanowerk)

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