8月19日，江南大學胥傳來教授研究團隊與中國農科院煙草研究所、美國密歇根大學等合作，在Nature Catalysis期刊發表封面文章，題為“Site-Selective Proteolytic Cleavage of Plant Viruses by Photoactive Chiral Nanoparticles”的研究論文。該研究以植物生長過程所需礦物質為原料，研制獨特形貌的手性納米顆粒，發展無殘留、不產生抗藥性的新型納米農藥。
江南大學胥傳來教授、匡華教授、中國農業科學院煙草研究所楊金廣研究員、美國密歇根大學Nicholas A. Kotov教授為共同通訊作者。江南大學食品學院博士后高銳、青年教師徐麗廣教授、孫茂忠教授、山東省花生研究所許曼琳副研究員為該論文的共同第一作者。
農作物發生病蟲害是自然現象，無法避免。農藥是現代農業生產的必要生產資料，是保護作物、減少產量損失的重要手段和工具。我國用世界不足7%的耕地面積養活了全球22%的人口，其中農藥在防御重大生物災害、保證我國糧食安全方面的作用巨大。傳統農藥長期低效使用，利用率不足40％，大量農藥排放到環境或殘留在糧食中，嚴重制約農業的可持續發展，不僅對生物及人體健康構成了嚴重威脅，也導致了生態系統的結構和功能的破壞。
江南大學胥傳來教授團隊獨辟蹊徑，以植物生長過程所需礦物質為原料，研制獨特形貌的手性納米顆粒，發展無殘留、不產生抗藥性的新型納米農藥。
植物病毒侵染每年造成全球至少200億元的經濟損失。煙草花葉病毒是人類發現的第一個植物病毒，在植物病毒中最具代表性，已發現可感染的植物高達500種以上。它的外殼蛋白螺旋自組裝成桿狀外觀，螺旋形成的孔徑約4nm，基因組單鏈RNA位于其中。團隊基于煙草花葉病毒結構特征，制備了尺度3nm的硫化銅手性納米顆粒，該納米顆粒可通過植物葉面氣孔進入植物細胞，靶向植物病毒，在太陽光下，通過光剪切殺滅植物病毒。
胥傳來教授團隊與中國農業科學院煙草研究所楊金廣研究員團隊和山東省花生研究所許曼琳副研究員合作開展了煙草植物的真實病毒侵染和傳播阻斷實驗，證實了平均每株噴灑5ml（手性農藥濃度5μM）下即可獲得良好的植物保護效果。一次噴灑可以在3天內清除95%的病毒，抑制煙草花葉病毒侵染和傳播，其效率顯著高于目前所有的植物抗病毒化學農藥。經過土壤、植物中銅、硫等元素監測，不產生殘留以及土壤的酸堿平衡，是高效、安全、資源節約、環境友好的農業投入品，將為農業轉型升級注入強勁驅動力。
研究成果揭示了該新型農藥的光剪切化學機制：手性納米農藥尺寸和形貌與病毒衣殼蛋白形成的中心孔尺度匹配，通過與衣殼孔內的多肽片段經超分子相互作用網絡穩固在孔內部；納米顆粒與孔中特定蛋白位點特異性親和，使得衣殼蛋白單體第101位天冬酰胺和第102位脯氨酸之間的酰胺鍵水解斷裂，實現了病毒的有效殺滅。
這項工作得到了巴西圣卡洛斯聯邦大學Andre F. de Moura教授、巴西納米技術國家實驗室Felippe M. Colombari教授、伊利諾伊大學芝加哥分校化學系的Petr Král教授、美國密歇根大學Nicholas A. Kotov教授在理論動力學模擬與計算等方面的大力幫助；煙草抗病毒研究由中國農業科學院煙草研究所楊金廣研究員團隊與山東省花生研究所許曼琳副研究員完成。
研究獲得了國家重點研發計劃（2021YFA1200300）、國家自然科學基金（32071400、21925402、21977038）等項目的資助。
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