RNA农药被誉为农药史上的第三次革命，是国际上研发的热点和难点，其在农田推广使用中存在着基因干扰效率低、不稳定、成本高等瓶颈问题，例如RNA制剂对一些鳞翅目和半翅目害虫的防效低、持效期短，严重制约着RNA制剂的田间应用。另一方面，作为一种相对安全的绿色防控手段，植物源农药受限于见效慢、速效性差等问题。近年来，我院沈杰教授团队联合北京化工大学尹梅贞教授团队开发了一种结构简单、成本低廉、环境友好的星状阳离子聚合物纳米载体，建立了高效、简便、安全的纳米递送系统，可以主动装载dsRNA、农药等植保因子，快速进入植物和害虫体内，提升外源植保因子的生物学活性。在此基础上，沈杰教授团队进一步建立了可同时装载dsRNA和植物源农药的纳米递送系统，成功制备了一种可克服RNA农药持效期短、植物源农药速效性差的多元纳米生物制剂（图1）。

图1 多元纳米生物制剂的制备与应用

星状阳离子聚合物纳米载体可通过内部疏水核心结合植物源农药苦参碱，通过外周官能团结合负电性核酸，自发组装成一种多元纳米复合体（图2）。多元纳米复合体可实现害虫体壁快速和高效递送，害虫的溶血素基因干扰后会导致革兰氏阴性细菌的丰度升高，造成严重的细菌性感染；同时，纳米载体也可以提升苦参碱的生物学活性和持效期。利用团队自主研发的pET28-BL21(DE3) RNase III-原核表达系统大量低成本合成dsRNA，制备了一种靶向桃蚜的多元纳米生物制剂。多元纳米生物制剂具备良好的田间应用前景，成功克服了RNA农药持效期短、植物源农药速效性差的问题，田间综合防效高达90%以上，为农药及人药研发提供了一种新型策略。

图2 多元纳米复合体的自组装

图3 多元纳米生物制剂的室内外防效

2022年3月9日，国际工程技术期刊Nano Today在线发表了题为“A gene and drug co-delivery application helps to solve the short life disadvantage of RNA drug”的原创性研究论文。中国农业大学为该论文第一完成单位，我院沈杰教授和闫硕副教授为本文通讯作者，博士研究生李名珊为本文第一作者，参与单位包括北京化工大学尹梅贞教授团队以及中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所李亮研究员团队。该研究得到了国家自然科学基金项目(32072497 和31900363)的资助。

论文链接如下：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013222000792