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功能化脂质体及其在植物源天然产物递送中的应用

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生物化学与生物物理进展 2024年

作者：王程蕴兰欣悦顾家璇高欣茹朱龙佼李军方冰许文涛田洪涛中国农业大学食品科学与营养工程学院河北科技师范学院中国农业大学营养与健康系食品精准营养与质量控制教育部重点实验室河北农业大学食品科技学院

植物源天然产物具有广泛的药理特性，在药物发现中占据关键地位，同时以植物膳食补充剂的形式满足人体营养需求。尽管功效强大，植物源天然产物普遍存在溶解性低、稳定性差、缺乏靶向性、存在毒副作用、存在特殊气味等限制因素，这为临... 详细信息

植物源天然产物具有广泛的药理特性，在药物发现中占据关键地位，同时以植物膳食补充剂的形式满足人体营养需求。尽管功效强大，植物源天然产物普遍存在溶解性低、稳定性差、缺乏靶向性、存在毒副作用、存在特殊气味等限制因素，这为临床药物转化带来了挑战。近年来，纳米技术的发展为植物源天然产物的应用提供了新途径。其中，脂质体是一种由两亲性物质合成的双分子层纳米囊泡，具有高载药量、稳定性强等优势。与其他纳米颗粒相比，脂质体易于制备和扩展，它的扩展基于脂质体能被灵活修饰的表面特性。通过在脂质体表面修饰具备不同功能的元件可以使脂质体功能化，这些功能体现在靶向递送、药物控释、局部释放、改善药代动力学等。使用不同类型的功能化脂质体负载植物源天然产物不仅可以增强天然产物的稳定性、提高靶向性、减少副作用，还可以遮蔽天然产物的刺激性气味，提升大众的接受度。本篇综述围绕当前植物源天然产物面临的典型问题，结合功能化脂质体在其中的具体应用作出总结。此外，本文还将回顾功能化脂质体进入临床治疗所面临的机遇和挑战，并探讨克服这些问题的机会，以期更好的实现植物纳米药物的精准控制，为相关领域研究人员及相关产业工作人员提供思路与启发。

关键词：天然产物功能化脂质体刺激响应靶向长循环

构筑可持续生物炭修饰钨酸铋复合光催化剂实现基于增强电荷转移效应的高效水净化

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 169-184页

作者：周恒张蕊岳彩燕吴旭严琼王昊张衡马天翼贵州大学精细化工研发中心生物质资源综合利用国家地方联合工程实验室绿色农药与农业生物工程教育部重点实验室绿色农药全国重点实验室贵州贵阳550025 沈阳药科大学制药工程学院辽宁沈阳110036 皇家墨尔本理工大学澳大利亚墨尔本

近年来,全球环境问题日趋严峻,水体中的农药污染愈发严重,亟待解决.光催化作为一种绿色高效的技术,在环境修复领域具有较高的应用价值.然而,光生载流子的快速复合和电荷利用效率低是制约光催化效率的关键问题.生物炭(BC)是一种新兴的碳... 详细信息

近年来,全球环境问题日趋严峻,水体中的农药污染愈发严重,亟待解决.光催化作为一种绿色高效的技术,在环境修复领域具有较高的应用价值.然而,光生载流子的快速复合和电荷利用效率低是制约光催化效率的关键问题.生物炭(BC)是一种新兴的碳质材料,来源于可持续利用的生物质废物,因其出色的吸附能力在污染物去除方面备受关注.因此,设计并开发功能化改性的BC基复合光催化剂,有望快速修复农药污染,推动高效、可持续的光催化污水净化技术的发展.本文首先以木屑生物质为原料,在厌氧条件下热解制备了不同氮含量掺杂的BC(Nx-BC,x代表尿素与BC的质量比).然后,以乙二醇为溶剂,将Nx-BC与Bi2WO6前驱体溶液混合,通过溶剂热反应制备一系列Bi2WO6/氮掺杂BC复合材料(BWO/Nx-BC),并用于可见光照射下光催化降解毒死蜱(CPs)农药.X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和傅里叶红外光谱等结果表明,成功制备了BWO/Nx-BC复合材料.紫外-可见漫反射光谱结果表明,BWO/Nx-BC能有效吸收可见光,结合X射线光电子能谱分析,确定了其导带和价带位置.特别是,氮掺杂后的BWO/N3-BC在电子导电性提高的同时,还保持了良好的吸附性能,有效避免了光生载流子的重组.通过光致发光光谱、时间分辨光致发光光谱、光电流强度曲线和电化学阻抗曲线研究了光催化剂的载流子分离和重组行为.结果表明,BWO/N3-BC表现出较好的光催化降解效率,仅需0.5 h即可降解99.0%的CPs,其降解速率分别是纯BWO和纯N3-BC的2.91倍和12.13倍.BWO/N3-BC复合材料在8次循环使用后仍保持稳定.同时,考虑到真实水体环境的复杂性,本文还系统地探讨了不同操作参数对光催化降解活性的影响.自由基清除实验和电子顺磁共振结果表明,该反应的关键活性物质有•O_(2)^(-)、•OH和h^(+),其中•O_(2)^(-)是最主要的活性物质,并结合实验结果推测了BWO/N3-BC吸附-光降解的协同增效机制.利用高效液相色谱-质谱技术研究了CPs的降解中间体,提出了三种可能的降解途径,并对每种途径进行了详细分析.最后,通过生态毒性试验(大肠杆菌的培养)和毒性评估软件工具对CPs及其中间体的潜在生态毒性进行了系统评估.综上所述,本文通过直接煅烧辅助溶剂热法成功制备了BC基光催化剂,并揭示了其促进CPs光降解的机理,这为环境可持续的光催化循环经济提供了参考,也为光催化技术与废弃生物质高值利用相结合,实现环境修复开辟了新思路.

关键词：光催化生物炭 Bi_(2)WO_(6) 毒死蜱毒性评价

纳米TiO2负载盐酸莫西沙星体系的构建及其抗菌效果评价

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农业生物技术学报 2024年第2期32卷 484-492页

作者：黄晗晔郭雪萍徐佳微李倩倩蔡鑫铠关雄潘晓鸿福建农林大学闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室/生物农药与化学生物学教育部重点实验室

盐酸莫西沙星(moxifloxacin hydrochloride, MOX)是临床上广泛使用的喹诺酮类广谱抗菌药物，为探究纳米载体对其抗菌作用的影响，本研究利用表面吸附作用将MOX负载到纳米二氧化钛(titanium dioxide, TiO2)上，分析了纳米Ti O2-MOX的化... 详细信息

盐酸莫西沙星(moxifloxacin hydrochloride, MOX)是临床上广泛使用的喹诺酮类广谱抗菌药物，为探究纳米载体对其抗菌作用的影响，本研究利用表面吸附作用将MOX负载到纳米二氧化钛(titanium dioxide, TiO2)上，分析了纳米Ti O2-MOX的化学表征及其对大肠杆菌(Escherichia coli)的抗菌活性和细胞病理学。纳米TiO2与MOX以物理包埋的形式结合，随着处方中纳米TiO2的含量从0.5 mg增加到1.0 mg，载药量增加了约20%，包封率增加了约40%，纳米TiO2-MOX中的纳米TiO2能帮助其有效成分MOX释放。合成的纳米TiO2对大肠杆菌具有一定的抗菌效果(抗菌率为22.8%)，经纳米TiO2负载后的MOX对大肠杆菌的抗菌率由负载前的28.0%提高到73.4%。细胞病理学显微观察发现，MOX对大肠杆菌细胞膜的破坏不明显，纳米TiO2和纳米TiO2负载后的MOX可造成细胞膜明显破坏，进而造成菌体失活。本研究中合成的纳米TiO2负载MOX后表现出了较好的载药和释放效果，且显著提高了MOX的抗菌活性，为今后纳米TiO2作为药物载体用于临床更深层次的研究提供了科学依据。

关键词：纳米TiO2 药物载体盐酸莫西沙星(MOX) 抗菌活性

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pH响应材料及其在智能肥料中的应用

化工进展 2024年第8期43卷 4477-4489页

作者：王洋张苗苗吕阳侯翠红危常州马文奇张福锁申建波养分资源高效利用全国重点实验室绿色智能肥料创新农业农村部重点实验室植物-土壤相互作用教育部重点实验室中国农业大学资源与环境学院国家农业绿色发展研究院北京100193 国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心教育部先进功能材料制造工程研究中心郑州大学化工学院河南郑州450001 石河子大学农学院新疆石河子832003 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该... 详细信息

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

关键词： pH响应材料聚合物化学过程凝胶 pH响应肥料根肥互馈

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生防菌剂与噻唑膦减量配施对番茄根结线虫及根际土壤微生物的影响

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植物保护 2024年第3期50卷 155-164页

作者：李成江谢小林陈猛周莲刘玉敏王勇朱红惠广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室农业农村部农业微生物组学与精准应用重点实验室农业农村部农业微生物组学重点实验室广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070 广东博沃特生物技术有限公司韶关512000 华南农业大学园艺学院广州510642

减少化学农药的使用,提高生物农药在田间使用效率对实现化学农药减施及农产品质量安全具有重要意义。本研究以番茄‘新金丰一号’为试验材料,采用盆栽接种根结线虫的方法研究噻唑膦与生防菌剂以不同剂量配施对番茄根结线虫的防效及对根... 详细信息

减少化学农药的使用,提高生物农药在田间使用效率对实现化学农药减施及农产品质量安全具有重要意义。本研究以番茄‘新金丰一号’为试验材料,采用盆栽接种根结线虫的方法研究噻唑膦与生防菌剂以不同剂量配施对番茄根结线虫的防效及对根际土壤微生物的影响。结果表明:噻唑膦减量50%配施50%生防菌剂处理后,土壤中的根结线虫数量和番茄根系的根结指数相比单独使用噻唑膦或生防菌剂及清水处理均显著降低,番茄移栽后60 d,根结线虫减退率为49.61%,根结指数为32.50,防治效果达64.77%。与仅用噻唑膦处理相比,噻唑膦减量50%配施50%生防菌剂处理还显著增加了番茄根际土壤中可培养细菌、放线菌数量及微生物的总量,其中细菌和放线菌数量较仅用噻唑膦处理增加76.21%和47.96%,微生物总量增加69.60%。此外,放线菌门、子囊菌门的相对丰度也显著增加,而酸杆菌门和芽胞杆菌门的相对丰度则正好相反。无论使用生防菌剂还是噻唑膦减量配施生防菌剂均显著增加了番茄根际土壤中髌骨细菌门、浮霉菌门和木霉属的相对丰度,但仅使用噻唑膦处理则显著降低了木霉属的相对丰度。综上,噻唑膦减量50%配施50%生防菌剂可通过增加番茄根际土壤中可培养微生物数量及放线菌门和木霉属等有益微生物的丰度来提高对番茄根结线虫的防效。

关键词：农药减量噻唑膦生防菌剂根际土壤微生物根结线虫

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中药材提取物抑制植物病原菌研究进展

生态科学 2024年第1期43卷 265-272页

作者：杜甜甜张晨宁诸卫平舒迎花王建武冯远娇华南农业大学农业农村部华南热带农业环境重点实验室广州510642 华南农业大学资源环境学院生态学系广州510642 广州市从化区农业技术推广中心从化510900

传统的化学合成杀菌剂容易对环境及生态造成影响,而植物源杀菌剂则具备良好的生态兼容性。中药材提取物具有良好的杀菌作用,无论是用无机溶剂还是有机溶剂提取又或者是植物精油,都会表现出对目标以外的生物毒副作用小、不会造成环境污... 详细信息

传统的化学合成杀菌剂容易对环境及生态造成影响,而植物源杀菌剂则具备良好的生态兼容性。中药材提取物具有良好的杀菌作用,无论是用无机溶剂还是有机溶剂提取又或者是植物精油,都会表现出对目标以外的生物毒副作用小、不会造成环境污染等优点,中药材提取物中蕴含庞大的抑菌活性成分。但是以中药材提取物作为植物源农药在实际生产中却是相对较少的。论文介绍了中药材提取物对于植物病原菌的抑制实例、中药材提取物对植物病害的防治实例,分析中药材提取物中抑菌活性成分,归纳中药材提取物的抑菌机制,以从不同角度来了解植物源杀菌剂。期望能为植物源杀菌剂的发展提供重要科学参考,促进植物源杀菌剂在生产实际中的应用,达到减少化学药剂使用量、保护生态的目的。

关键词：中药材提取物病原菌活性成分植物源杀菌剂

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利用合成菌群促进作物健康:进展与展望

应用生态学报 2024年第3期35卷 847-857页

作者：翁凌胤栾冬冬周大朴郭庆港王光州张俊伶中国农业大学资源与环境学院/国家绿色农业发展研究院/养分资源高效利用全国重点实验室北京100193 河北省农林科学院植物保护研究所河北保定071000

作物健康直接影响作物产量及粮食安全。目前农业生产主要依赖化肥和农药等农用化学品提升作物健康水平,但长期过度使用会破坏农田生态环境,增加农产品安全风险,亟需创制高效且环境友好的绿色投入品。作为植物的第二基因组,根际微生物组... 详细信息

作物健康直接影响作物产量及粮食安全。目前农业生产主要依赖化肥和农药等农用化学品提升作物健康水平,但长期过度使用会破坏农田生态环境,增加农产品安全风险,亟需创制高效且环境友好的绿色投入品。作为植物的第二基因组,根际微生物组与作物健康密切相关,明确核心功能微生物、微生物-微生物以及植物-微生物的相互关系是深入挖掘有益微生物潜力、保证和维持作物健康的核心内容。然而,由于自然环境的异质性和复杂性,激发土著微生物发挥功能仍存在一定限制。合成菌群是人为地将两种或多种具有不同分类和遗传特征及功能特性的微生物进行组合,因菌群兼具多样性及稳定性的优势,已被广泛地应用于人体健康、环境治理和工业生产等领域,在促进作物健康方面也具备巨大潜力。本文阐释了合成菌群的概念及研究现状,解析了菌群构建原则及方法,并从植物-微生物互作机制、促进植物生长发育和提高抗胁迫能力等方面总结了合成菌群促进作物健康的研究进展,并对未来研究进行展望,以期为利用合成菌群提升作物健康水平提供指导。

关键词：合成菌群作物健康微生物生态合成生物学生物肥料

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菌糠水提液对马铃薯致病疫霉的抑制机理

中国农业科技导报 2024年第5期26卷 129-137页

作者：莫雯婧陈洪森桂芳泽洪慈清蔡鑫铠关雄潘晓鸿福建农林大学植物保护学院闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室生物农药与化学生物学教育部重点实验室福州350002

菌糠是菌菇生产后残留的物质,含有丰富的无机盐和有机质等成分。利用热水浸提法制备香菇菌糠水提液(water extract from spent mushroom substrate,WESMS),通过紫外分光光度计和Zeta电位及粒径仪对其紫外吸收情况、表面电荷和水中分散... 详细信息

菌糠是菌菇生产后残留的物质,含有丰富的无机盐和有机质等成分。利用热水浸提法制备香菇菌糠水提液(water extract from spent mushroom substrate,WESMS),通过紫外分光光度计和Zeta电位及粒径仪对其紫外吸收情况、表面电荷和水中分散粒径进行表征,采用平板渗透法及十字交叉测量直径法计算WESMS对致病疫霉的抑制率,利用光学显微镜和扫描电镜观察病原菌细胞形态的损伤程度,并采用琼脂糖凝胶电泳法分析WESMS对致病疫霉DNA的影响。结果表明,WESMS在紫外线A(UVA,315~400 nm)、B(UVB,280~315 nm)和C(UVC,100~280 nm)波段均有吸收,在水中的分散粒径为3649.27 nm。抑菌试验表明,WESMS对病原菌的生长具有抑制作用,随着提取液体积百分浓度的增加,抑制效果更明显,在高体积百分浓度(6.25%WESMS)作用下对病原菌的抑制率近100%。经WESMS处理后病原菌的菌丝更加扭曲、扁平,且褶皱明显增多,表明WESMS可对细胞造成明显破坏;WESMS处理组的DNA条带亮度暗于对照组,损伤程度与WESMS体积百分浓度呈正相关。研究结果为菌糠的资源化利用及其对马铃薯晚疫病的有效防治提供科学依据和技术支撑。

关键词：香菇菌糠马铃薯晚疫病致病疫霉抗菌机理

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农田地膜使用信息监测系统设计与实现

中国农机化学报 2024年第8期45卷 302-307页

作者：徐靖孙池涛王鹏尹航米庆华柳平增山东农业大学信息科学与工程学院山东泰安271018 山东农业大学水利土木工程学院山东泰安271018 农业农村部农膜应用重点实验室山东泰安271018

开展农田地膜信息监测对科学使用地膜和治理农田白色污染具有重要意义。针对山东省农田地膜使用监测管理情况,利用信息技术与机器学习方法等手段,提出基于Springboot+Mysql+Mybatis为系统架构的山东省地膜监测系统研究模式,监测系统的... 详细信息

开展农田地膜信息监测对科学使用地膜和治理农田白色污染具有重要意义。针对山东省农田地膜使用监测管理情况,利用信息技术与机器学习方法等手段,提出基于Springboot+Mysql+Mybatis为系统架构的山东省地膜监测系统研究模式,监测系统的功能涵盖地膜使用监测网络的全部内容,包括地膜生产企业、地膜生产使用、回收与残留等全产业链关键业务数据报表的接收、上报、数据审核校验。同时实现数据综合分析,上报情况的统计,生产企业、监测点、审核单位和质量控制单位的基础信息管理,依托地膜使用监测上报数据,利用R语言对残留量与各类因子进行相关性分析以及方差分析,进一步精准农田地膜残留量预测模型设计。以2021年山东省农田地膜残留监测信息为依据,试运行系统,覆盖全省16地市122县,可实现地膜全产业链监测与信息共享,为地膜科学使用与管理提供技术支撑。

关键词：地膜残留功能设计数据分析数据上报污染防控

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