植物细菌性病害严重危害我国的农业生产和粮食安全，每年发生面积约1.2亿亩次，且呈回升或为害加重态势，防治非常困难。当前，抗细菌类药剂极度缺乏，且老产品抗药性增强，作用机制单一，防治效果难以满足农业需求。绿色新杀菌剂的研发与创新一直是我国农业科技领域的重要挑战，也是农药研究者急于攻克的重大难题。
在新型杀菌剂研发中，季铵盐类药物已作为防腐剂和消毒剂在工业和环境保护中有重要的应用，且其合成简单、成本低廉，能扰乱微生物细胞膜本有的防御机制，在杀菌剂领域表现出良好开发前景。但其潜在的植物毒性限制了季铵盐类化合物在农业中的进一步应用。
超分子化学在药物缓释和降低药物潜在风险上展现了巨大的潜力。为了尝试建立一种安全使用季铵盐类化合物来防治植物细菌性病害的方法，本工作采用超分子化学策略，以生物相容性好的七元瓜环（CB[7]）为主体，利用主客体识别的作用力构建了一种响应性的超分子季铵盐类杀菌剂，改变了药物的给药方式，最终实现了季铵盐类化合物的高效安全使用。研究结果表明：构建的响应性超分子复合物(A1@CB[7])在低剂量浓度100 µg/mL下可有效缓解水稻白叶枯病的症状，防治效果可达到42.6%，优于市场商业杀菌剂叶枯唑。这些探索结果为该团队持续进行的高效、低风险绿色新杀菌剂的研发奠定了坚实的基础。
此工作由青年教师王培义教授指导，近期发表于高水平期刊杂志Nano Letters（中科院1区TOP期刊，IF = 11.189）上。贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地、教育部重点实验室2021级博士生吉庆田为第一作者。
论文信息：Qing-Tian Ji, De-Kun Hu, Xian-Fu Mu, Xiao-Xue Tian, Li Zhou, Si Yao, Xiao-Hui Wang, Shu-Zhen Xiang, Hao-Jie Ye, Li-Jun Fan, Pei-Yi Wang*. Cucurbit[7]uril-Mediated Supramolecular Bactericidal Nanoparticles: Their Assembly Process, Controlled Release, and Safe Treatment of Intractable Plant Bacterial Diseases. Nano Letters, 2022, doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01203.
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01203。