2024年3月27日，我院梁沛教授团队在环境科学领域的知名期刊Science of the Total Environment上发表题为“Mesoporous silica nanospheres-mediated insecticide and antibiotics co-delivery system for synergizing insecticidal toxicity and reducing environmental risk of insecticide”的研究性论文。该项工作建立了介孔纳米二氧化硅（mesoporous silica nanospheres, MSNs）介导的吡虫啉（imidacloprid, IMI）/氨苄青霉素（ampicillin, Amp）的共给药系统，所构建的IMI@Amp@MSNs纳米复合物显著提升了吡虫啉对棉蚜的杀虫活性，同时明显降低了对斑马鱼的急性毒性。

课题组前期研究（Lv et al., 2023, BMC Biology）发现，棉蚜的肠道共生菌鞘氨醇单胞菌在吡虫啉抗性品系中大量增殖，进一步研究发现，鞘氨醇单胞菌通过高效代谢吡虫啉，进而参与棉蚜对吡虫啉的抗性；而利用抗生素处理抑制该茵可显著提升吡虫啉对抗性棉蚜的毒力。

基于此，该研究构建了同时负载氨苄青霉素和吡虫啉的纳米复合物IMI@Amp@MSNs，其中氨苄青霉素可显著改变棉蚜肠道微生物群群落结构，抑制鞘氨醇单胞菌的丰度，进而抑制多个P450基因的表达，增加棉蚜对吡虫啉的敏感性。同时，MSNs可大大提高吡虫啉对棉蚜表皮的穿透效率，使棉蚜体内吡虫啉的含量显著增加。两方面协同作用，显著增强了IMI@Amp@MSNs对抗药性棉蚜的防治效果。

同时研究发现，IMI@Amp@MSNs纳米复合物可明显降低吡虫啉对斑马鱼的急性毒性和致畸率，提高其环境安全性。

中国农业大学植物保护学院博士后吕楠楠为第一作者，梁沛教授为该论文的通讯作者，北京航空航天大学张旭东助理研究员和郑州大学刘宪虎教授也参与了论文的工作。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD1400901）、国家自然科学基金-青年科学基金（32302348）及中国博士后科学基金面上项目（2023M743812）的支持。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171984