近日，湖南省农科院柏连阳院士团队在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表题为“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。论文第一作者为邓希乐研究员，哈尔滨工业大学（深圳）张嘉恒教授与柏连阳院士为通讯作者。

基于多组学分析，该研究揭示了丙草胺缓释微球（Pre@CS/Alg/Ca2⁺）相较于传统乳油（Pre EC）的核心增效机制：其智能缓释特性将对稗草的胁迫从“急性冲击”转变为“慢性围困”，从而在多个核心生命环节进行协同深度干扰。

在代谢层面，微球更深刻地扰动了半胱氨酸/甲硫氨酸代谢通路，导致L-半胱氨酸等关键前体水平显著下降，致使合成谷胱甘肽的途径“断供”，从而瓦解了杂草的解毒与氧化应激防御系统，破坏细胞氧化还原稳态。在细胞增殖层面，微球的持续作用广泛抑制了DNA复制、细胞周期调控相关的关键基因（如CYCA、MCM3、H4、WEE1），不仅阻断了细胞分裂的启动（G1/S期），也严重妨碍了分裂进程与DNA修复，最终导致细胞分裂功能衰竭。

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MMS相较于商品化安全剂解草啶（Fem）的多组学增效机制研究

而MMS作为新型离子型安全剂，其增效机制核心在于实现了“安全剂优先”的时空精准递送与高效生理激活。首先，其高水溶性（57.3 g/L）与快速释放特性（30分钟内释放>94%）确保了它能被水稻根系迅速吸收并转运，优先于Pre@CS/Alg/Ca2⁺到达作用部位。随后，与解草啶（Fem）比较MMS能显著激活水稻体内的苯丙烷代谢和谷胱甘肽代谢通路，上调相关解毒酶（如GSTs）和抗氧化酶的基因表达与活性，并促进木质素等防御物质的生物合成，从而系统性地增强水稻的解毒能力与氧化应激防御，有效缓解丙草胺的药害。相较于Fem，MMS在土壤中移动性更强，能更有效地被根系吸收，因而提供了更优异的保护效果。