2022-10-12 10:42:39
農藥是保障糧食安全的戰略性物資，沒有農藥，農作物每年將減產30%以上。安全、生態友好的農藥是保障糧食安全、人民健康和農業可持續發展的根本。
可能帶來數十億美元市場
日前，中國農業科學院植物保護研究所農業基因組研究所楊青教授團隊及其合作者研究解析了大豆疫霉菌幾丁質合成酶的冷凍電鏡結構，首次揭示了幾丁質生物合成的完整過程，包括三個步驟：酶與底物結合、新生成的幾丁質鏈延伸、產物釋放，并闡明了活性小分子尼克霉素能夠抑制幾丁質生物合成的機制。
該研究為靶向幾丁質合成的綠色農藥開發提供了基礎性、關鍵性信息，使得以幾丁質合成酶為分子靶標精準開發新型綠色農藥成為科學可行的方案，具有重要的理論和應用價值。同時，也被視作農藥研究領域的一個里程碑，實現了農藥基礎研究的突破，照亮了新型綠色農藥精準設計的前景，基于此研究，未來可能創制出幾十甚至上百種新農藥品種，帶來數十億美元的市場。
新型綠色農藥是產業所需
農藥使用每年為我國減少約1000億元直接經濟損失，但農藥毒性和病蟲害產生的抗藥性使其在使用方面面臨嚴峻挑戰，加速研發安全、新作用機制的農藥是有效解決途徑。
目前，全球廣泛使用的殺蟲劑中70%的品種只針對5個分子靶標，廣泛使用的殺菌劑中60%的品種只針對3個靶標。長期使用針對單一靶標的農藥很容易使病蟲害產生高的抗藥性，最終導致農藥無法控制病蟲害種群而出現病蟲害爆發頻發的災害，這也是全球農業病蟲害防控所面臨的重大問題。
從上世紀七十年代起，人們就陸續開發了能抑制幾丁質合成的活性小分子化合物，這些化合物作為殺菌劑和殺蟲劑已經表現出極大的應用和市場前景。然而在過去的50年中，盡管全球各國投入了大量的人力、物力和熱情，試圖研發出更多種類和更加高效的靶向幾丁質合成酶的綠色農藥，但始終進展緩慢。
突破幾丁質農藥發展瓶頸
楊青教授團隊此次研究成果為人畜安全的綠色農藥創制提供了關鍵的分子靶標結構信息，為控制病蟲害對現有農藥的抗藥性提供了全新解決方案。
中國工程院院士、華東師范大學校長錢旭紅指出，該研究突破了幾丁質農藥領域一個近50年的發展瓶頸，通過在原子尺度上對幾丁質合成酶與底物、產物和抑制劑的結合模式的分析，為人類數十年以來未能實現的生態環境友好農藥的夢想提供了實現的舞臺：基于幾丁質合成酶的結構精準設計綠色農藥，幾丁質合成機制在病蟲害中的保守性使得幾丁質合成酶作為綠色農藥分子靶標具有重要意義。此研究成果具有里程碑的意義，標志著中國農藥研發水平提升到了基礎理論原始創新的高度。
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