近日，植保所粮食作物虫害监测与控制创新团队玉米害虫创新任务在《Chemical Engineering Journal》（IF=13.2）上发表了题为“Graphene oxide enhances the dual role of Beauveria bassiana in biocontrol of the Asian corn borer and promotion of the maize seedling growth under field conditions”的研究论文。该研究建立了氧化石墨烯（GO）与球孢白僵菌（Bb）联合应用复合体系。该体系不仅显著提升球孢白僵菌在田间的稳定性与持久性进而增加对亚洲玉米螟的防控效果，还协同激活玉米自身的防御系统并促进植株生长，为高效利用生防真菌防控玉米害虫提供了新思路。
亚洲玉米螟是玉米上的重大害虫，被农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》，研发其高效、环境友好的绿色防控技术是实现其可持续治理的关键。球孢白僵菌作为一种广谱性昆虫病原真菌，是国内外研究最多和应用最广的生防真菌之一。然而，其在田间易受紫外线、高温等环境胁迫的影响，导致防治效果不稳定。因此，提升生防真菌的田间防效是其高效利用的核心挑战。
氧化石墨烯（GO）是一种纳米材料，可作为化学农药的增效剂。研究团队利用氧化石墨烯作为纳米载体，成功构建了氧化石墨烯-球孢白僵菌复合体系。研究发现氧化石墨烯的引入可带来多重增益效果：首先，显著增强球孢白僵菌分生孢子的热稳定性和对紫外辐射的耐受性，大幅提高真菌在不利田间环境下的存活率。其次，通过浸种方式，可提高球孢白僵菌在玉米根、茎、叶的定殖率，在出苗后14天时，叶片中的定殖率接近100%。在防治效果方面，室内生测和田间试验均表明苗后28天内，防效显著优于单独的球孢白僵菌处理，可有效减轻亚洲玉米螟危害。研究还揭示了GO-Bb体系能协同激活玉米体内茉莉酸等防御激素信号通路，并增强丁布类抗虫物质调控的诱导抗性，且处理后的玉米幼苗生长更为健壮，叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性显著提高，实现了“控害”与“促生”的双重增效。此外，该复合体系对赤眼蜂、异色瓢虫等天敌昆虫安全，对玉米根际土壤微生物群落结构也未产生显著影响。
这项研究不仅为玉米害虫的绿色防控提供了一种高效、稳定且环境友好的新策略，还从分子与生理生化角度揭示了氧化石墨烯和球孢白僵菌的协同增效机制，为球孢白僵菌的高效利用及玉米害虫的可持续治理提供了重要的理论依据和技术支撑。
中国农业科学院植物保护研究所为论文第一完成单位。河北科技师范学院已毕业客座研究生展昭凤和已出站博士后Raufa Batool为论文共同第一作者，郭井菲副研究员为论文通讯作者。河北科技师范学院王秀平教授，浙江省农科院玉米和特色旱粮研究所韩海亮副研究员，缅甸农业、畜牧和灌溉部Yeeyee Myint博士参与了相关工作。王振营研究员与张永军研究员对本研究进行了全程指导；涂雄兵研究员与曹立冬研究员在试验材料提供与论文撰写方面给予了重要支持。该研究得到了国家自然科学基金、国家玉米产业技术体系以及中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
氧化石墨烯能显著提升球孢白僵菌对亚洲玉米螟的田间防效，并协同增强玉米的抗虫与促生功能
