近日，由福建農(nóng)林大學潘曉鴻教授、貴州大學李向陽教授和中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所曹立冬研究員，系統(tǒng)整合功能納米材料與植物化學交叉領(lǐng)域的最新研究進展，在線發(fā)表題為《植物化學物質(zhì)自組裝：連接生物醫(yī)學與農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)下一代作物保護》“Phytochemical Self-Assemblies: Bridging Biomedicine and Agriculture for Next-Generation Crop Protection”的綜述論文。該研究圍繞植物源化學分子的超分子自組裝行為，系統(tǒng)提出并完善了“植物化學自組裝納米體系”這一新型材料平臺，為發(fā)展高效、綠色、可持續(xù)的下一代納米農(nóng)藥提供了新的理論框架和技術(shù)路徑。相關(guān)成果以綜述形式發(fā)表于膠體與界面科學領(lǐng)域權(quán)威期刊《膠體與界面科學進展》《Advances in Colloid and Interface Science》（IF5y=19.5）。
破解傳統(tǒng)農(nóng)藥與納米農(nóng)藥發(fā)展的雙重瓶頸
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)化學農(nóng)藥仍是病蟲害防控的重要手段，但其在實際應(yīng)用中普遍存在穩(wěn)定性不足、雨水沖刷損失嚴重、利用效率低以及抗藥性不斷增強等問題。為提升農(nóng)藥利用率，近年來納米技術(shù)被引入農(nóng)藥遞送領(lǐng)域，但多數(shù)納米農(nóng)藥體系依賴無機或高分子載體，往往面臨制備工藝復雜、成本高、生物降解性和生態(tài)安全性不明確、監(jiān)管難度大等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。針對上述問題，該綜述系統(tǒng)梳理并總結(jié)了多酚、生物堿、皂苷等植物次生代謝物通過氫鍵、π–π堆疊、疏水作用及動態(tài)共價作用等弱相互作用自發(fā)組裝形成納米結(jié)構(gòu)的分子基礎(chǔ)，提出無需引入外加載體的“載體最小化甚至無載體納米體系”新思路。
植物化學自組裝的閉環(huán)式農(nóng)業(yè)納米解決策略
在系統(tǒng)整合了生物醫(yī)學領(lǐng)域十余年的成熟研究成果后，該綜述提出并闡釋了“植物化學物質(zhì)自組裝”的概念，即利用植物進化過程中形成的天然防御分子，通過超分子自組裝重構(gòu)其結(jié)構(gòu)與功能，使其既作為活性成分，又作為結(jié)構(gòu)構(gòu)建單元，形成兼具功能性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的納米體系。該研究強調(diào)，與傳統(tǒng)載體型納米農(nóng)藥不同，植物化學自組裝體系具有“從植物中來、為植物服務(wù)、最終回歸自然”的閉環(huán)特征。研究團隊認為，植物化學自組裝納米體系不僅是一種新型材料設(shè)計策略，更代表了一種融合納米科學、植物化學與可持續(xù)農(nóng)業(yè)理念的系統(tǒng)性解決方案，有望為綠色農(nóng)業(yè)和糧食安全提供長期支撐。
福建農(nóng)林大學植物保護學院在讀博士生馬光明為論文第一作者，潘曉鴻教授、李向陽教授和曹立冬教授為通訊作者。本研究得到國家重點研發(fā)計劃（2022YFD1400700）、國家自然科學基金（32572898）、福建省杰出青年項目（2025 J010023）以及南平市自然科學基金（N2025K002）的資助支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cis.2026.103785
作者簡介：
潘曉鴻，福建農(nóng)林大學植物保護學院教授，博士生導師。全國挑戰(zhàn)杯優(yōu)秀指導教師，獲福建省杰出青年項目資助，入選第二屆福建省科協(xié)青年人才托舉工程，福建省高層次人才（C類）。主要以納米材料作為主體或載體，以蘇云金芽胞桿菌（Bt）等為模式生物，利用農(nóng)藥學、微生物學、納米技術(shù)、微-介觀方法學和結(jié)構(gòu)生物學等方法，研究納米材料在農(nóng)藥中的應(yīng)用及其增效機制的研究，開展殺蟲、防病等方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。以第一或通訊作者在ACS Nano、Environmental Science & Technology、Water Research、Chemical Engineering Journal、Journal of Nanobiotechnology等學術(shù)期刊發(fā)表論文30余篇。