涉及纳米颗粒介导递送新型几丁质酶以超越番茄潜叶蛾危害的基因组与动力学建模

番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）因其快速潜叶取食行为以及对常规化学农药迅速产生抗性的能力，构成了严重的全球农业威胁。尽管微生物几丁质酶是高效的生物农药，但其田间效力受到环境降解以及幼虫钻入叶组织前短暂暴露窗口的限制。 本研究评估了一种刺激响应型控释纳米生物农药系统，该系统利用了新近表征的粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）GBS19中的一种新型几丁质酶。一种分子量为61.1 kDa的几丁质酶（GBS19_ChiA）在大肠杆菌（Escherichia coli）中实现异源表达，并被纯化至比活性215.01 U/mg。该酶被固定化到淀粉包覆的二氧化硅纳米颗粒上，该载体被设计为可通过寄主α-淀粉酶触发实现靶向释放。研究结合基因组特征分析与基于R的动力学建模，评估了纯化形式和固定化形式对番茄潜叶蛾的防治效果。 固定化提高了该酶的热稳定性和pH稳定性，且纳米载体在10周内保持了85%的活性。在幼虫生物测定中，固定化使第3天的死亡率由21.9%提高至59.4%（5000 U/mL），并在第6天达到62.5%。基因组分析鉴定出广泛的分泌组以及VI型分泌系统（T6SS），表明GBS19是一种具有多重作用机制的病原体。动力学建模表明，尽管固定化酶是有效的，但针对番茄潜叶蛾仅有2.5小时的作用时间，因此需要几丁质酶（ChiA/B/C）的协同作用，才能在幼虫形成保护性潜道之前达到致死性失水阈值。淀粉包覆的二氧化硅纳米颗粒显著提高了几丁质酶的稳定性和递送效率。然而，要克服番茄潜叶蛾的快速穿透行为，仍需采用全细胞或多酶协同策略，以快于幼虫行为防御机制发挥作用。

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