近段時間，我國科學家在農(nóng)藥科技方面有趣的重大突破,，并將科研成果應用到農(nóng)藥研制方面,，研發(fā)了多個該類產(chǎn)品，登記生產(chǎn)服務于農(nóng)藥生產(chǎn)中去,。宋院士團隊創(chuàng)造性地提出了基于作物健康導向的“全程免疫”防控技術,，將“農(nóng)藝措施、生態(tài)防控,、物理防控和化學減量防控”有機集成,，實現(xiàn)作物的健康栽培,。

11月22日，宋寶安院士在“第三十三屆中國植保信息交流暨農(nóng)藥械交易會”高峰論壇與信息發(fā)布會上,，做了題為“作物健康導向下免疫激活劑研發(fā)與應用”的精彩報告,。

據(jù)宋院士介紹，世界糧食安全面臨嚴峻挑戰(zhàn),，我們需要在不斷減少的耕地面積上養(yǎng)活更多的人,。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的資料，停止使用農(nóng)藥將導致作物減產(chǎn)30%,，農(nóng)產(chǎn)品提價50%～70%,。FAO的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)藥使用可以挽回作物損失30%～40%,。正如諾貝爾獎獲得者,、小麥育種學家NomanK.Borlang所言：“沒有農(nóng)藥，人類將面臨饑餓的危險,?！?/p>

作物生產(chǎn)離不開農(nóng)藥，然而農(nóng)藥的過度使用,，又會給環(huán)境和人類健康構成嚴重威脅,。2015年，農(nóng)業(yè)部提出了化肥農(nóng)藥零增長行動計劃,。宋院士指出,，開發(fā)生態(tài)農(nóng)藥是農(nóng)藥減量增效的有效途徑之一。

生態(tài)農(nóng)藥是天然物或天然修飾物,，高效低風險,，對有益生物和生態(tài)環(huán)境安全。研究人員以生物源或天然物作為先導,，開展生態(tài)農(nóng)藥的分子設計研發(fā),。

近年來，國家提出了綠色發(fā)展理念,。宋院士說,，作物健康栽培是貫徹綠色發(fā)展理念的重要組成部分。

農(nóng)作物全程健康栽培是從種子萌發(fā)到作物收獲全程一體化綜合管護,，涉及土壤要素評價,、土壤綜合修復、植物營養(yǎng)需求,、肥料應用,、給水灌溉、病蟲害綜合防治、作物品質(zhì)提升等,，它是以作物為核心,，基于生長發(fā)育需求，結合生長環(huán)境等要素,，所制定的一套涵蓋植物全程生長的措施,，具有農(nóng)業(yè)投入品經(jīng)濟安全、資源節(jié)約,、環(huán)境友好,、生態(tài)優(yōu)先的優(yōu)點。

宋院士團隊一直致力于生態(tài)農(nóng)藥的研究,，他們發(fā)現(xiàn)的多個植物抗病免疫激活劑有力地推動了作物健康栽培的實現(xiàn),。

植物抗病免疫激活劑的研究開發(fā)

植物具有類似于高等動物的免疫防御系統(tǒng)，它對植物防御病蟲為害,、抗逆境等具有重要的調(diào)控作用,。2006年，美國科學家首次在《Nature》上提出植物免疫系統(tǒng)的概念,；2007年,，德國科學家在《Science》上發(fā)表文章指出，自然界中的植物具有特殊的可以識別細菌,、病毒和霉菌等微生物入侵的免疫傳感器,。

水楊酸（SA）信號通路是與植物抗病密切相關的通路，研究人員對該通路的結構,、調(diào)控機理的研究已比較透徹,，這對抗病免疫激活劑的篩選和應用具有重要的指導作用。

我國在植物免疫激活劑領域積極開展研究,，并取得了一些成果,。其中，***典型的產(chǎn)品是氨基寡糖素,。作為植物生長調(diào)節(jié)劑,，氨基寡糖素目前在我國登記了60多個產(chǎn)品,。

迄今,，全球共有20多個具有免疫誘導抗病功能的農(nóng)藥取得登記，但只有香菇多糖以“植物抗病誘導劑”的農(nóng)藥類別進行登記,。其他大部分有效成分在農(nóng)藥分類方面還沒有統(tǒng)一標準,，通常被歸類在抗植物病毒中。我國當前以“植物抗病誘導劑”進行登記的藥劑也只有香菇多糖,。

目前,，由國外公司開發(fā)的具有抗病誘導功能的農(nóng)藥品種有：Messenger、苯并噻二唑（BTH）,、KeyPlex腐殖酸,、烯丙異噻唑,、Sereenade、昆布素,、Oxycom,、Chitosan、Actigard,、NCI,、吡唑醚菌酯等。已在我國登記的具有抗病誘導功能的農(nóng)藥品種有：植物激活蛋白,、S-ABA,、S-誘抗素、氨基寡糖素,、甲噻誘胺,、香菇多糖、井岡霉素,、氟唑活化酯,、毒氟磷等。

多個植物抗病免疫激活劑問世

近年來,，植物抗病誘導劑（即植物免疫激活劑）的發(fā)展風起云涌,。宋院士團隊長期從事該類產(chǎn)品的研究，發(fā)現(xiàn)和開發(fā)了毒氟磷,、Vc免疫劑,、甲磺酰菌唑、氟芐惡唑砜,、香草硫縮病醚等多個具有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品,。

2000年以來，他們以天然氨基膦酸,、氨基酸為模板,，歷經(jīng)5年仿生合成千余個新化合物，進行化合物活性篩選,，***后通過引入氟原子及苯并噻唑雜環(huán)基團,，提高了分子成藥性和活性，創(chuàng)制出毒氟磷,。

毒氟磷是全球***免疫誘抗型農(nóng)作物病毒病調(diào)控劑,，低毒、低殘留,，對非靶標生物安全,，對環(huán)境友好。其大鼠急性經(jīng)口LD50＞5，000mg/kg,；亞慢性,、慢性毒性和致癌合并試驗均為陰性；大鼠遺傳,、致畸,、致突變毒性試驗亦為陰性；環(huán)境毒理學試驗（對非靶標生物）均為低毒,。糙米中***終殘留＜0.05mg/kg,，番茄中***終殘留＜0.08mg/kg。

毒氟磷目前已有4項發(fā)明專利獲得授權,，分別為：ZL200510003041.7,、ZL02113252.6、ZL200910102561.1,、ZL201010159758.1,。

宋寶安團隊揭示了毒氟磷抗水稻病毒病的免疫激活作用機制。研究發(fā)現(xiàn),，毒氟磷通過上調(diào)POD酶的表達量,，增加水稻體內(nèi)ROS水平，使水稻植株中SA的含量增加,，激活水稻的SAR免疫途徑,，形成大量PR蛋白，從而激活植物抗性能力,。

2016年,，廣西田園生化股份有限公司在我國正式登記了98%毒氟磷原藥和30%毒氟磷可濕性粉劑。制劑產(chǎn)品登記防治水稻黑條矮縮病和番茄病毒病,。廣西田園***建成了年產(chǎn)200噸毒氟磷原粉生產(chǎn)裝置,，通過無溶劑催化合成，實現(xiàn)了清潔化生產(chǎn),，總收率達80%,，純度為98%。

宋寶安團隊還開發(fā)了國內(nèi)第1個正式登記的Vc免疫劑,，即植物生長調(diào)節(jié)劑“6%抗壞血酸水劑”,。該產(chǎn)品已在水稻、煙草,、果樹,、蔬菜,、茶葉等作物上廣泛應用,。可促進水稻秧苗早生、快發(fā),，能使稻株整齊健壯,，營養(yǎng)生長期加長，有利于干物質(zhì)的形成和積累,；明顯促進小麥的生長發(fā)育,，提高小麥的免疫能力；顯著降低馬鈴薯晚疫病的發(fā)病率,；顯著提高辣椒的抗病能力,；提高茶葉抗病能力及品質(zhì)。

該研究團隊從沒食子酸出發(fā),，發(fā)現(xiàn)了對多種植物細菌性病害具有較好生物活性的新型雜環(huán)類農(nóng)藥甲磺酰菌唑,。其低毒，對水稻白葉枯病及條斑病等細菌性病害均有較好的防效,，其藥效相當于或高于中生菌素和葉枯唑等,。

他們還創(chuàng)制了抗細菌劑氟芐惡唑砜，發(fā)現(xiàn)了其免疫激活作用機制,。氟芐惡唑砜能誘導水稻體內(nèi)過氧化物酶,、幾丁質(zhì)酶及超氧化物歧化酶等病程相關蛋白表達量顯著上調(diào)，從而激活植株的主動防御體系,。該產(chǎn)品能提高水稻體內(nèi)NPR1,、NOS、PAD4及POX等水楊酸信號通路關鍵基因的表達量,，激活水稻SA信號通路,，從而提高水稻的抗病能力。氟芐惡唑砜對水稻白葉枯病,、條斑病及柑橘潰瘍病等細菌性病害均具有較好的抑制活性,。

以天然產(chǎn)物“香草醛”為先導，宋院士團隊經(jīng)過結構多樣性研發(fā),，發(fā)現(xiàn)了高效低風險免疫激活劑香草硫縮病醚,。該產(chǎn)品低毒，對蜜蜂,、家蠶,、鳥類安全。生測試驗表明,，香草硫縮病醚對水稻有促生長作用,，對CMV（黃瓜花葉病毒）有保護活性；它與氨基寡糖素的復配產(chǎn)品抗CMV和PVY的活性防效提高了15%以上,。

香草硫縮病醚的化合物專利現(xiàn)已轉(zhuǎn)讓給海南正業(yè),，目前正在進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā),。

宋院士團隊還發(fā)現(xiàn)了誘導植物免疫激活劑F27及其作用機制。F27處理煙草后,，能明顯調(diào)控蛋白表達量上調(diào),，增強光合作用和提高NADPH水平，***終激活寄主的抗性功能,。

基于作物健康導向的全程免疫防控技術

農(nóng)作物病毒病是農(nóng)業(yè)生物災害防治中的世界性重大難題,。宋寶安團隊開創(chuàng)性地提出了基于作物健康導向的全程免疫誘抗生態(tài)調(diào)控技術，并取得了突破性進展,。他們率先提出以免疫誘抗為核心的生態(tài)調(diào)控理念,，創(chuàng)新構建了“全程免疫”防控水稻黑條矮縮病新策略，有效解決了這一病毒病防治難題,。

研究團隊創(chuàng)造性地開發(fā)了抗病毒劑毒氟磷與吡蚜酮相結合的“全程免疫”防控技術,，針對播種期、秧田期和分蘗期3個關鍵環(huán)節(jié),，提出了植株免疫防病與切斷媒介昆蟲傳毒相結合的控蟲治病策略,。以“吡蚜酮＋毒氟磷”拌種，激活免疫,，實現(xiàn)種子健身栽培,；秧田期（移栽前）使用“吡蚜酮＋毒氟磷”，再次免疫,；大田分蘗期以后再使用“吡蚜酮＋毒氟磷”,，控蟲防病，實現(xiàn)全程免疫,。這種技術在我國水稻主產(chǎn)區(qū)已大面積應用推廣,，使農(nóng)藥使用下降了30%，防效達到80%以上,，增產(chǎn)顯著,，基本解決了水稻黑條矮縮病的防控技術難題。

研究團隊在氨基寡糖素的基礎上,，構建了“生態(tài)為根,、農(nóng)藝為本、化學防控為輔”的茶樹病蟲害生態(tài)調(diào)控技術,。實現(xiàn)茶園重大病蟲害有效防控,，保障茶產(chǎn)品質(zhì)量安全。

金釵石斛莖腐病是金釵石斛種植中危害***嚴重的病害,，宋院士團隊研發(fā)了一套防治莖腐病免疫防控技術,。研究表明，將海島素與申嗪霉素復配防治金釵石斛莖腐病防效達81%,。

據(jù)了解,，此次他們研發(fā)的產(chǎn)品可作為水稻免疫誘抗劑,，可以是水稻獲得抗逆抗病能力，幫助水稻增加產(chǎn)量并改善水稻的質(zhì)量,，有著十分可觀應用前景,。