扬州大学团队发掘天然抗蚜成分——法尼醛，制成纳米乳液实现24小时杀蚜74.9%

近日，扬州大学园艺园林与植物保护学院的 杨晓东/冯建国团队 在国际权威期刊《Nature Communications》上发表了题为《Discovery of farnesal from a wild cucumber landrace enables eco-compatible biopesticide development against aphids》的研究论文 。该研究深入发掘了中国西双版纳生物多样性热点地区的野生黄瓜资源，成功鉴定出一种高效的天然抗蚜化合物——法尼醛（farnesal），并通过纳米技术将其转化为环境友好型生物农药，实现了″源于自然，归于自然″的有害生物综合治理新模式 。

研究团队在西双版纳发现了一份对蚜虫具有惊人抗性的野生黄瓜种质XSBN032。繁殖力实验和非选择定殖测试显示，蚜虫在该种质上的定殖量极低，且表现出显著的规避行为。通过非靶向代谢组学与GC-MS分析，团队从472种代谢物中锁定了在抗性品系中特异性富集的核心活性分子——法尼醛（farnesal）。

针对法尼醛水溶性差、易挥发的缺陷，研究人员筛选了多种表面活性剂，最终确定7% Tween 80为最佳乳化剂，成功制备了法尼醛纳米乳液。表征实验表明，该乳液在冷藏和热解条件下均能保持极小的液滴尺寸和优异的物理稳定性。接触角和粘附功测试证实，该制剂显著改善了药液在疏水性黄瓜叶片上的湿润与铺展性能，为药效发挥奠定了基础。经梯度稀释确定，0.33 g/L为最佳工作浓度。在此浓度下，法尼醛纳米乳液在叶碟浸泡实验中显著诱导蚜虫大规模死亡，24小时内致死率达74.9%；温室喷施实验也表现出极强的持续防效，成功将蚜虫种群控制在极低水平。

安全性评估方面，研究利用光合分析仪和叶绿素荧光成像系统验证，喷施0.33 g/L纳米乳液72小时后，黄瓜叶片的净光合速率、蒸腾速率等核心指标与对照组无显著差异，甚至在受害叶片上能部分挽救因蚜虫取食导致的叶绿体功能损害。生态安全性测试显示，该制剂对蚜虫的天敌昆虫——瓢虫和草蛉几乎无毒性，对土壤指示生物蚯蚓表现为低毒；在人体肝脏巨噬细胞（Kupffer细胞）测试中，流式细胞术与活/死细胞染色均证实，田间施用浓度的制剂未引起细胞凋亡或坏死，确证了其对哺乳动物的高安全性。

在杀虫机制方面，通过对处理6小时后的蚜虫进行转录组分析，研究发现法尼醛能迅速激活蚜虫的免疫防御和解毒系统（如谷胱甘肽代谢基因GGT1显著上调），同时严重抑制其脂肪酸合成和三羧酸循环（TCA）通路。这表明法尼醛迫使蚜虫将有限的能量耗散于解毒，导致其生长繁殖因能量匮乏而停滞。此外，法尼醛纳米乳液还展现出广谱防虫潜力，对赤拟谷盗、烟粉虱和稻纵卷叶螟等多种跨目害虫均有显著致死作用。

该研究系统构建了″资源发现—制剂优化—机制验证″的绿色生物农药研发范式：通过挖掘园艺作物特有的防御性代谢产物，结合纳米载体提升其稳定性和生物活性，不仅解决了天然产物应用难的核心痛点，也为可持续农业和绿色植物保护提供了可推广的创新路径。

来源: AgroPages (世界农化网)