[发明专利]一种用于松材线虫防治的pH响应型自荧光纳米农药载体及制备方法、纳米农药和应用

说明书

本发明提供了一种用于松材线虫防治的pH响应型自荧光纳米农药载体及制备方法、纳米农药和应用，属于松材线虫病防治技术领域。所述纳米农药载体由G3.0PAMAM和介孔二氧化硅组成。采用本发明提供的纳米农药载体制备的纳米农药具有pH响应和自荧光双重性质，有效解决了松材线虫病防治过程中人工钻孔成本高、操作费时、孔洞不利于树木正常生长以及传统农药制剂功能单一、利用效率低、对松材线虫防治效果差等问题，实现用于松材线虫病防治药剂的pH响应释放和可视化追踪，达到农药减施增效，降低农药残留和环境污染的目的。

技术领域

本发明属于松材线虫病防治技术领域，尤其涉及一种用于松材线虫防治的pH响应型自荧光纳米农药载体及制备方法、纳米农药和应用。

背景技术

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)是中国第一大林业检疫性有害生物，作为松树枯萎病的主要诱因之一，给松林带来毁灭性灾害，严重危害林业生产和生态环境，造成了巨大的经济损失。松材线虫病已成为世界上最严重的森林病害之一，目前分布于美国、加拿大、墨西哥、日本、韩国、中国、葡萄牙和西班牙。在欧洲，到2030年松材线虫病可能蔓延到8-34％的地区，如果得不到控制，森林蓄积物损失累计价值估计将达到220亿欧元。由于松材线虫隐蔽性强，防治难度大，一直以来没有十分有效的防治措施。目前主动防治措施是采用阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等进行树干注药，但其人工钻孔成本高、操作费时且孔洞不利于树木正常生长。而植保无人机喷药效率高达4.00-6.67hm²/h，速度快、效果好，节省劳动力且成本低，适于大面积松林施药作业。除此之外还有一个关键问题，在农药喷施过程中只有0.1％的农药到达了目标害虫，而99.9％的药剂泄漏到周围环境中。同时，由于松材线虫在树体内的隐蔽性而导致施药后无法直观感知施药杀灭效果，从而导致重复施药、农药滥用、药剂运输效率低、水土污染、松材线虫抗性增强、生物多样性丧失以及关键物种(如蜜蜂)灭绝等负面影响。为了适应植保无人机施药且满足农药减施增效并能可视化追踪施药效果的需求，我们需要开发一种新型的智能农药来防治松材线虫。

纳米控释农药是一种比传统剂型更优越的技术，可以通过对农药的包埋吸附作用来提高载药效果，实现农药控制释放并延长持效期。与传统剂型相比，纳米材料的小尺寸、大比表面积，能够增大农药的叶面附着、滞留与覆盖性能，提高有效利用率。纳米材料不仅可以改善疏水农药的水基化分散特性，提高生物利用率，还能改善对靶标害虫的作用方式、虫体侵入途径和效率，增强生物活性与杀灭效果。纳米控释农药将农药投放到特定靶点并精确释放，以保持高效和降低环境毒性。其控释配方涉及对生物(谷胱甘肽酶) 或非生物刺激(pH、温度、光照和水)按需或定点响应释放，可减少农药的用量、提高药效和克服农药的损失。由于树体环境本身呈弱酸性及松材线虫侵染松树后产生代谢酸，因此可以通过构建pH酸性敏感的载体负载农药，在减量施用的前提下又能有效地控制松材线虫。

荧光标记技术是指将荧光标记试剂通过共价结合或物理吸附等方式标记于所研究分子的某个基团上，用其荧光特性来反映研究对象的信息。具有非放射性、操作简便、稳定性高、灵敏度高和选择性好等特点，广泛用于细胞内外物质检测、组织及活体动物标记成像、药物分析、病理模型研究及疾病早期诊断等。由于松材线虫在树体内危害有很强的隐蔽性，农药在树体内的运输及防治效果很难直观显示，亟待可视化追踪来满足防治需求。但是引入荧光标记很有可能会潜在地改变农药活性分子的生化性质，因此亟待研发自荧光纳米农药实现可视化追踪的目的。

噻虫嗪是第二代烟碱类高效低毒的农药，与烟碱乙酰胆碱受体结合而起作用，其杀虫谱广、安全性好、活性高、作用速度快、持效期长。用于叶面喷雾及土壤灌根，施药后迅速被根、茎、叶吸收，并在木质部向顶传导到植株各部位，可防治蚜虫、叶蝉、粉虱、线虫、地面甲虫等，有内吸、触杀和胃毒活性。又能激活植物抗逆性蛋白，使茎杆和根系更加健壮，促进植株生长。但由于其疏水性、利用率低，且易受温度、光照、pH的影响，导致对松材线虫的防治效果一般。

发明内容