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近期,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草病蟲害綠色防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在納米遞送互作蛋白抑制體內(nèi)病毒和煙桿源石墨烯碳點(diǎn)對(duì)植物病毒體外消殺等方面取得系列進(jìn)展。相關(guān)研究成果在《納米生物技術(shù)(Journal of Nanobiotechnology)》(JCR 1區(qū),IF2023=10.2)和環(huán)境工程領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《應(yīng)用催化:B環(huán)境(Applied Catalysis B:Environmental)》(JCR 1區(qū),IF2023=22.1)上發(fā)表。
利用納米顆粒遞送抗病基因?qū)崿F(xiàn)非轉(zhuǎn)基因的病蟲害防治是一項(xiàng)革命性技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)首次鑒定出一種富含半胱氨酸的毒蛋白(NbCRVP)能顯著抑制TMV、PVY和CMV侵染。發(fā)現(xiàn)鈣依賴性脂質(zhì)結(jié)合蛋白(NbCalB)與NbCRVP互作,發(fā)揮更強(qiáng)抗病毒活性。利用PAMAM納米載體將NbCRVP和NbCalB的表達(dá)DNA高效地同步遞送到植物細(xì)胞,獲得了增強(qiáng)的廣譜抗病毒效果。該研究首次實(shí)現(xiàn)了非轉(zhuǎn)基因、納米載體介導(dǎo)的高效表達(dá)兩個(gè)相互抗病毒蛋白DNA的遞送。
農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境(土壤和水源)中致病性病毒的存在嚴(yán)重威脅著農(nóng)業(yè)生產(chǎn),可作為侵染源,導(dǎo)致植物病毒病害的傳播和擴(kuò)散。煙草所聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)以煙草秸稈等生物質(zhì)為原料,通過調(diào)控瞬時(shí)高溫炭化與電場(chǎng)振動(dòng)切力效應(yīng),引發(fā)雜原子的揮發(fā)和碳原子的重排,制備成具備不同屬性的生物質(zhì)閃蒸石墨烯量子點(diǎn),同時(shí)保持還原Fe或Cu或Ag的高穩(wěn)定性和活性,三種金屬基納米復(fù)合材料在體外均導(dǎo)致辣椒脈斑駁病毒粒體斷裂變形,實(shí)現(xiàn)了辣椒脈斑駁病毒的有效體外消殺,使其失去侵染活性。
該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、煙草綠色防控重大科技項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金、青島市科技惠民專項(xiàng)等項(xiàng)目聯(lián)合資助。
圖1 PAMAM介導(dǎo)的納米遞送抗病互作蛋白NbCRVP和NbCalB促進(jìn)煙草抗病毒能力增強(qiáng)
圖2 通過電流自熱和金屬摻雜技術(shù)制備的秸稈源石墨烯碳點(diǎn)可對(duì)植物病毒進(jìn)行體外消殺
2025中國(guó)雪茄(四川)博覽會(huì)暨第七屆“中國(guó)雪茄之都”全球推介之旅