近日，湖南省農(nóng)科院柏連陽院士團(tuán)隊(duì)在《Chemical Engineering Journal》期刊上發(fā)表題為“A safener-first and herbicide-after strategy enabled by a supramolecular alginate/chitosan herbicide and an ionic safener for sustainable weed control”的研究成果。論文第一作者為鄧希樂研究員，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）張嘉恒教授與柏連陽院士為通訊作者。

基于多組學(xué)分析，該研究揭示了丙草胺緩釋微球（Pre@CS/Alg/Ca2?）相較于傳統(tǒng)乳油（Pre EC）的核心增效機(jī)制：其智能緩釋特性將對稗草的脅迫從“急性沖擊”轉(zhuǎn)變?yōu)椤奥試А?，從而在多個核心生命環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同深度干擾。

在代謝層面，微球更深刻地擾動了半胱氨酸/甲硫氨酸代謝通路，導(dǎo)致L-半胱氨酸等關(guān)鍵前體水平顯著下降，致使合成谷胱甘肽的途徑“斷供”，從而瓦解了雜草的解毒與氧化應(yīng)激防御系統(tǒng)，破壞細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)。在細(xì)胞增殖層面，微球的持續(xù)作用廣泛抑制了DNA復(fù)制、細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)的關(guān)鍵基因（如CYCA、MCM3、H4、WEE1），不僅阻斷了細(xì)胞分裂的啟動（G1/S期），也嚴(yán)重妨礙了分裂進(jìn)程與DNA修復(fù)，最終導(dǎo)致細(xì)胞分裂功能衰竭。

MMS相較于商品化安全劑解草啶（Fem）的多組學(xué)增效機(jī)制研究

而MMS作為新型離子型安全劑，其增效機(jī)制核心在于實(shí)現(xiàn)了“安全劑優(yōu)先”的時空精準(zhǔn)遞送與高效生理激活。首先，其高水溶性（57.3 g/L）與快速釋放特性（30分鐘內(nèi)釋放>94%）確保了它能被水稻根系迅速吸收并轉(zhuǎn)運(yùn)，優(yōu)先于Pre@CS/Alg/Ca2?到達(dá)作用部位。隨后，與解草啶（Fem）比較MMS能顯著激活水稻體內(nèi)的苯丙烷代謝和谷胱甘肽代謝通路，上調(diào)相關(guān)解毒酶（如GSTs）和抗氧化酶的基因表達(dá)與活性，并促進(jìn)木質(zhì)素等防御物質(zhì)的生物合成，從而系統(tǒng)性地增強(qiáng)水稻的解毒能力與氧化應(yīng)激防御，有效緩解丙草胺的藥害。相較于Fem，MMS在土壤中移動性更強(qiáng)，能更有效地被根系吸收，因而提供了更優(yōu)異的保護(hù)效果。