近日，植保所农业入侵生物预防与监控创新团队成功研发了靶向重大入侵害虫番茄潜叶蛾“潜叶”隐蔽危害行为的高效纳米农药递送体系，显著提高了药剂对叶片的递送效率，增强了对潜叶幼虫的杀虫效果。相关研究成果以“Behavior-informed nanocarrier delivery overcomes the pesticide barrier created by leaf-mining pests”为题，发表于国际期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=12.5）。
番茄潜叶蛾是2017年入侵我国的重要害虫，目前已分布于我国20余个省份和地区，严重威胁番茄产业健康发展。番茄潜叶蛾具有典型的“潜叶”危害习性，幼虫孵化后迅速钻入叶片，在上下表皮间取食叶肉并形成潜道。叶片表皮将叶面施用的药剂与潜叶幼虫隔开，可能降低药剂对幼虫的有效作用。然而，番茄潜叶蛾的“潜叶”行为是否会阻碍药剂递送，以及如何提高对潜叶害虫的防控效果，仍缺乏深入研究。
针对“潜叶”习性，研究人员首先量化了番茄潜叶蛾的潜叶行为特征，并明确叶片表皮和钻蛀孔处虫粪堆积均会阻碍药剂对潜叶幼虫的作用。为改善药剂在叶面的持留及对叶片的内吸递送，研究人员选用双亲性二嵌段聚合物（HLDP）作为载体，负载氯虫苯甲酰胺（CAP），制备CAP@HLDP纳米制剂。理化表征与分子模拟结果显示，药剂与载体通过氢键等非共价作用自组装，所得复合体粒子平均粒径约145 nm，粒子表面带正电。跨表皮递送试验和叶片吸收测定进一步验证该复合体具有较强的叶表附着和叶内渗透能力。番茄转录组分析和烟草细胞模型超微结构观察表明，膜运输和囊泡转运可能参与提高纳米药剂的递送效率。最后，为系统评价纳米药剂的递送效果，研究人员以二龄幼虫为对象，在健康叶片、受害叶片、潜道及整株喷雾等不同施药情境下开展生物测定。结果表明，与常规氯虫苯甲酰胺相比，CAP@HLDP在不同处理方式下均表现出更高的杀虫活性，在潜道入口虫粪堆积处微量注射药液可降低幼虫的取食和排粪频次，表明该纳米递送体系能够有效提升药剂对潜叶幼虫的作用效果。
本研究从番茄潜叶蛾幼虫的潜叶取食行为出发，通过针对性试验明确了叶片表皮和钻蛀孔处虫粪堆积对药剂作用的限制，并据此构建CAP@HLDP纳米递送体系。该体系改善了药剂在叶面的持留和叶片的内吸活性，增加了叶片和植物细胞对药剂的摄取，并在幼虫潜叶前后的多种施药情境下提高了杀虫活性，为结合害虫行为和危害部位优化药剂递送提供了研究依据。后续仍需在田间条件下进一步评价其防治效果和持效性，并在更多非靶标生物和不同暴露条件下开展安全性评价，以明确该体系的适用条件。
植保所博士研究生黄亮和中国农业大学植保学院博士研究生蒋沁宏为论文共同第一作者，植保所张毅波研究员和中国农业大学闫硕教授为论文共同通讯作者。万方浩研究员、张桂芬研究员、郭建英研究员、刘万学研究员、黄聪副研究员参与了该工作。该研究得到中国农业科学院科技创新工程基础科学研究中心项目（CAAS-BRC-202605），国家自然科学基金（32372631）和中国农业大学2115人才培养计划支持。
