第三次联手！杉海创新×柏连阳院士团队再发顶刊论文，超分子纳米安全剂为玉米打造“分子护甲”

玉米生产面临杂草危害与除草剂药害的双重挑战。尽管S-异丙甲草胺（S-MET）等除草剂能有效控草，但其本身会对玉米造成药害，而商用安全剂解草酮（BEN）又存在生态毒性风险。

尽管天然安全剂褪黑素（MT）的安全性高，但其极差的水溶性限制了实际应用。利用脂质体（LIPs）封装MT形成超分子纳米制剂，可显著提高MT的水溶性和生物利用度，为解决天然保护剂应用瓶颈提供了新方案。

2026年1月19日，杉海创新与柏连阳院士团队（湖南省农业科学院，湖南省植物保护研究所）在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF 13.5，中科院一区TOP）发表了题为《一种基于褪黑素的超分子纳米安全剂减轻S-异丙甲草胺对玉米的伤害》的研究论文。

论文第一作者为邓希乐研究员，杉海创新创始人、哈尔滨工业大学（深圳）张嘉恒教授、柏连阳院士与中国农业大学植物保护学院闫硕教授为共同通讯作者。研究工作获芙蓉计划湖湘青年英才项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.173125

科研团队利用超分子纳米技术，将褪黑素（MT）封装进脂质体微粒中，形成稳定的纳米载药系统MT@LIPs。显著提升其溶解性与生物利用度，使其能在玉米体内高效发挥作用，实现“精准防护”。

图1 MT@LIPs制备流程示意图

 

二、多组学联合解析保护机制

研究通过转录组、代谢组等多维实验方法，系统揭示了MT@LIPs的作用机制，主要包括以下三个方面：

▪ 增强解毒能力：激活玉米体内的谷胱甘肽代谢系统，提升关键酶活性，帮助快速降解除草剂。

▪ 强化抗氧化防护：大幅提升抗氧化酶活性，减轻除草剂引起的氧化应激损伤。

▪ 优化能量供应：调节糖代谢与能量循环，为解毒过程持续“供能”，增强玉米整体抗逆性。

图2 转录组和代谢组联合分析结果

 

三、三重协同，显著缓解伤害

深入机制研究表明，MT@LIPs通过三重协同效应发挥作用：

1）激活谷胱甘肽代谢，增强共轭解毒能力；

2）强化抗氧化防御，有效缓解氧化损伤；

3）重编程能量代谢，为解毒供能。

图3 差异基因、代谢物及生物生化指标变化

 

实际试验中，使用MT@LIPs处理的玉米在遭受除草剂后：叶绿素恢复更快，光合能力更强；细胞膜损伤显著减轻；整体生长状态明显改善。

该研究首次从系统生物学角度揭示了褪黑素纳米安全剂的协同增效机制，解决了天然安全剂生物利用度低的技术难题。所阐明的“解毒-抗氧化-能量供应”三位一体作用模式为绿色安全剂设计提供了新范式，对推动农业可持续发展具有重要意义。

 

第三次携手，见证深度科研合作

这已是杉海创新与柏连阳院士团队在农业领域合作的第三篇高水平论文。持续的成果输出，不仅体现双方在科研理念与资源上的高度协同，更彰显了共同推动农业绿色发展的决心与执行力。

每一项成果突破，都是对更好未来的探索。杉海创新将继续携手更多顶尖科研团队，推动超分子技术在多领域落地应用，为可持续与绿色生活注入创新动力。

 

文章转自：杉海创新萱嘉公众号