近日，Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了南京农业大学生物农药及绿色植保实验室牛冬冬教授组撰写的题为“High-efficiency and Eco-friendly management of multiple fungal diseases by a novel carbon dots sCDP delivered RNA Nano-pesticides”研究论文，创新提出利用聚乙烯亚胺PEI修饰后的碳量子点sCDP纳米递送系统，增强dsRNA的稳定性，提高对dsRNA吸收效率，增强纳米 RNA农药的作用效果，延长持效期，有效解决RNA农药防效不稳定、持效期短等瓶颈问题。此外，该纳米递送系统对黑曲霉、灰葡萄孢、稻瘟病菌、大豆锈菌四种主要病原菌均表现出广谱的抗真菌活性，相关研究为RNA农药的产业化应用推广提供了新思路。

作物病虫害的绿色防控是农业可持续发展的重要挑战。RNA干扰（RNAi）技术，特别是喷雾诱导基因沉默（SIGS），通过喷洒外源dsRNA靶向沉默病原关键基因，为作物保护提供了新途径。然而，裸露dsRNA在田间易受紫外辐射、核酸酶和雨水冲刷而迅速降解，严重制约其实际应用。近年来，纳米材料作为高效递送载体，为突破这一瓶颈提供了革命性解决方案。碳点（CDs）以其优异的生物相容性、低合成成本和环境友好特性脱颖而出，成为dsRNA递送系统研究的前沿。通过纳米材料包裹dsRNA，有效解决了环境降解难题，显著提升了RNA药物的稳定性和田间防治效果。该技术为推进绿色农药研发和农业可持续发展提供了有力支撑。

该研究以菌渣、蕨菜、菌渣：蕨菜（1:1）为原料成功合成了sCDP、mCDP和pCDP三种碳量子点（CDPs），透射电镜显示三者均为直径小于10 nm的球形颗粒，XPS分析表明其主要由C、N、O元素构成。经PEI修饰后，CDPs表面带正电，可通过静电作用吸附带负电的核酸。DLS测定显示sCDP流体力学直径最小（3.06 nm）。结果显示，不同CDPs特别是sCDP能够帮助dsRNA进入病原菌细胞或植物细胞内部，显著提高dsRNA的吸收效率。此外，sCDP-dsRNA 在叶面吸收与真菌内转运的荧光信号显著增强，且随时间增加。进一步的双重处理结果表明，sCDP-RsDCL1/2-dsRNA 与水对照相比几乎实现 100% 病斑抑制（图3a，c，e），且明显优于直接接触、间接接触处理组合。保护持续性方面，sCDP-RsDCL1/2-dsRNA 处理后1、7、14 d的病斑抑制率较显著，14天时仍保留约 46% 的防控效果，显著高于单独dsRNA（图3j）。田间试验中，该纳米复合物在易感水稻品种上实现约 64.6% 的病害控制率，且在 21 天后仍维持较高抑菌率（图3k），显示良好的环境友好性与潜在产业化前景。综上所述，碳量子纳米材料sCDP 显著提升 dsRNA 的叶面吸收、远端传输与病原菌内 RNAi 激活，并且展现对多病原真菌的广谱防控潜力，为病害绿色防控提供一种可持续、高效的作物病害防控策略，具环境友好性与潜在产业化前景。

图1 sCDP提高植物对RNA 农药吸收

图2 sCDP-dsRNA复合物增强对水稻纹枯病的防效

南京农业大学生物农药及绿色植保实验室牛冬冬教授为该论文的通讯作者，团队蒋春号副教授和硕士生崔吉洁为该研究的共同第一作者。南京农业大学汪快兵副教授为本研究提供了宝贵的建议与支持。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本业务费等项目资助。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70378