科研人員在田間實(shí)地查看“植物疫苗”使用效果。 本報(bào)記者 常 理攝
邱德文向記者展示植物喜人的長(zhǎng)勢(shì)。
眾所周知，人類和動(dòng)物都具有免疫能力，免疫力是人體、動(dòng)物體自身的“防御系統(tǒng)”，是識(shí)別和排除“異己”的生理反應(yīng)。
那么，植物是否也像人類和動(dòng)物一樣，具有免疫力呢？植物能否像人類一樣接種疫苗，提高抗病毒能力
在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，有這樣一支團(tuán)隊(duì)，多年來(lái)致力于研究植物免疫能力，團(tuán)隊(duì)發(fā)明的蛋白質(zhì)植物免疫誘導(dǎo)劑——阿泰靈，自2014年正式進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，已成為國(guó)內(nèi)單品銷量最大的生物農(nóng)藥。
《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》記者日前采訪了中國(guó)農(nóng)科院植保所副所長(zhǎng)、蛋白質(zhì)植物免疫誘導(dǎo)劑的創(chuàng)制與應(yīng)用項(xiàng)目負(fù)責(zé)人邱德文。
植物也有免疫力
在長(zhǎng)期進(jìn)化以及與有害生物博弈中，植物早已形成了比較完善的免疫系統(tǒng)——會(huì)通過(guò)釋放植保素、乙烯、水楊酸等物質(zhì)來(lái)抵御外來(lái)入侵
植物也有免疫力？答案是肯定的。
“在自然界中，植物經(jīng)常會(huì)受到各種病菌的侵染而發(fā)病，但是植物并沒(méi)有因此滅絕，這表明植物與人類和動(dòng)物一樣，具有免疫功能?！睆氖铝耸嗄曛参锩庖呦到y(tǒng)研究的邱德文告訴記者。
實(shí)際上，植物在進(jìn)化以及與有害生物博弈的過(guò)程中，早已形成了比較完善的免疫系統(tǒng)。當(dāng)植物體受到病蟲(chóng)侵入時(shí)，會(huì)通過(guò)釋放植保素、乙烯、水楊酸、茉莉酸以及多酚類物質(zhì)來(lái)抵御外來(lái)入侵，植物的這些初始反應(yīng)如同人類和動(dòng)物所存在的免疫反應(yīng)一樣。
在傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中，作物生長(zhǎng)階段如果出現(xiàn)病蟲(chóng)害，一定要噴打化學(xué)農(nóng)藥，直接殺死病蟲(chóng)。傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥在病蟲(chóng)害防治、保障糧食安全方面發(fā)揮了重要作用。但近年來(lái)，由于大量使用化學(xué)農(nóng)藥所帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題日益突出?；瘜W(xué)農(nóng)藥的高毒性、對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及引起的抗藥性等問(wèn)題，越來(lái)越引發(fā)人們的關(guān)注。一方面，長(zhǎng)期大量噴打農(nóng)藥、除草劑等會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)，給植物生長(zhǎng)造成巨大危害。另一方面，大量使用化學(xué)農(nóng)藥，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標(biāo)，直接威脅百姓的菜籃子安全。
由此，生物農(nóng)藥作為防控植物病蟲(chóng)害的一種有效手段，以其低毒、低殘留、不易產(chǎn)生抗藥性、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。這一手段通過(guò)誘導(dǎo)植物免疫，來(lái)提高植物抗病蟲(chóng)害能力，達(dá)到防控病蟲(chóng)害的目的。
“抗性物質(zhì)本身存在于植物體內(nèi)，但是處于失活狀態(tài)，必須要外部因素來(lái)誘導(dǎo)?！鼻竦挛恼f(shuō)，“誘導(dǎo)就是要激活植物體的免疫成分”。
邱德文及團(tuán)隊(duì)篩選了弱致病性病原真菌，獲得了能高效提高植物免疫的極細(xì)鏈格孢菌株，分離純化了高活性熱穩(wěn)定蛋白，并通過(guò)高效蛋白生產(chǎn)加工工藝，添加增效因子氨基寡糖素，配制成了6%寡糖鏈蛋白可濕性粉劑——阿泰靈。該生物農(nóng)藥不僅填補(bǔ)了我國(guó)蛋白質(zhì)植物免疫誘導(dǎo)劑生物農(nóng)藥的空白，也得到了國(guó)內(nèi)和國(guó)際同行的高度認(rèn)可。
2014年2月份，阿泰靈獲得了農(nóng)藥登記證；隨后，由北京中保集團(tuán)投入生產(chǎn)，于2014年6月首次在國(guó)內(nèi)上市。2016年，阿泰靈在中國(guó)市場(chǎng)的銷售額超過(guò)8000萬(wàn)元，2017年預(yù)計(jì)超過(guò)1億元。
“生物農(nóng)藥單品第一年就有幾千萬(wàn)元的銷量，這在以前是很難想象的?！北本┲斜＜瘓F(tuán)總經(jīng)理陳昶說(shuō)。
植物疫苗的神奇功效
試驗(yàn)結(jié)果表明，免疫蛋白誘抗劑能顯著提高青稞和燕麥草出苗率和抗病能力，增產(chǎn)效果明顯，為實(shí)現(xiàn)青藏高原病蟲(chóng)害防控模式跨越發(fā)展作出了貢獻(xiàn)
青稞是青藏高原主要的農(nóng)作物品種，占該地區(qū)耕地面積的70%左右。但長(zhǎng)期以來(lái)，青稞的產(chǎn)量和效益都很低，一直沒(méi)有很好的方法來(lái)解決這一問(wèn)題。
近日，在西藏自治區(qū)拉薩市林周縣的示范田里，西藏自治區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的專家對(duì)使用“阿泰靈”植物免疫誘抗劑的青稞和牧草試驗(yàn)田進(jìn)行了實(shí)地測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)結(jié)果顯示，在同等底肥水平下，使用“阿泰靈”植物免疫誘抗劑噴施2次的春青稞，比未使用的每畝增產(chǎn)63千克，增產(chǎn)幅度達(dá)15%以上；施用“阿泰靈”噴施2次的燕麥，比未使用的每畝增產(chǎn)202千克，增產(chǎn)幅度達(dá)20%左右。
西北農(nóng)林科技大學(xué)教授張興說(shuō)，試驗(yàn)結(jié)果表明，免疫蛋白誘抗劑能顯著提高青稞和燕麥草出苗率，促進(jìn)根系發(fā)育，促使植株健壯高大，葉片濃綠寬大。而且，免疫蛋白誘抗劑能增加有效分蘗、小穗數(shù)及成穗數(shù)，提高對(duì)黑穗病和白粉病的抗性，對(duì)青稞及牧草增產(chǎn)效果明顯。
“阿泰靈屬于生物農(nóng)藥范疇，它通過(guò)誘導(dǎo)植物自身免疫，增強(qiáng)植物抵抗能力，改善植物健康狀況，以此抵御病蟲(chóng)害的侵?jǐn)_。同時(shí)，阿泰靈引入了防御理念，摒棄以往病害發(fā)生再開(kāi)始治療的策略，而是防患于未然，在未發(fā)病前就開(kāi)始打藥預(yù)防?！鼻竦挛慕忉屨f(shuō)，當(dāng)藥劑接觸到植物器官表面后，可以與植物細(xì)胞膜上的受體蛋白結(jié)合，引起植物體內(nèi)一系列相關(guān)酶活性和基因表達(dá)量的增強(qiáng)，以調(diào)節(jié)水楊酸含量為主要路徑，幫助生物大分子與活菌誘導(dǎo)蛋白、糖蛋白、多肽、小分子核糖核酸等從不同路徑進(jìn)入植物抗性信號(hào)傳導(dǎo)，釋放抗性因子，激活植物抗性系統(tǒng)。同時(shí)，激發(fā)植物體內(nèi)基因，產(chǎn)生具有抗病作用的幾丁酶、葡聚糖酶、植保素及PR蛋白等因子，從而起到提高自身免疫力，調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，提高抗病、抗蟲(chóng)、抗旱、抗寒性能力，抗病防蟲(chóng)，提高品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的作用。
記者了解到，近年來(lái)，中國(guó)農(nóng)科院植保所與西藏農(nóng)牧科學(xué)院聯(lián)合開(kāi)展了新型植物免疫蛋白制劑在西藏青稞和牧草的田間試驗(yàn)和示范，將植保所研發(fā)的相關(guān)成熟技術(shù)應(yīng)用到西藏自治區(qū)，提升該地區(qū)的植?？萍妓健Ｄ壳?，他們已在西藏建成小區(qū)試驗(yàn)地10畝、示范區(qū)200畝，包括100畝春青稞、100畝燕麥，為實(shí)現(xiàn)青藏高原病蟲(chóng)害防控模式跨越發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
中國(guó)農(nóng)科院植保所黨委書(shū)記張步江表示，植保所下一步將以西藏為中心，推進(jìn)植物免疫誘抗劑在青稞牧草上的應(yīng)用，并輻射到周邊種植青稞的省份，形成可復(fù)制、可推廣的輕簡(jiǎn)化技術(shù)模式。
市場(chǎng)前景廣闊
植物免疫誘抗劑技術(shù)在綠色植保和植物健康管理體系中發(fā)揮了重要作用。隨著農(nóng)藥行業(yè)朝著綠色、高效、低污染方向不斷前進(jìn)，“植物疫苗”已成為生物農(nóng)藥發(fā)展的制高點(diǎn)
目前，蛋白質(zhì)植物免疫誘抗劑技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)1500多個(gè)縣市、2萬(wàn)多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)開(kāi)展應(yīng)用。3年來(lái)，該技術(shù)在全國(guó)28個(gè)省市累計(jì)推廣應(yīng)用3000余萬(wàn)畝次，對(duì)多種作物病害的綜合防控效果達(dá)65%以上，提高產(chǎn)量10%以上，減少化學(xué)農(nóng)藥使用量30%，在綠色植保和植物健康管理體系中發(fā)揮了重要作用。
雖然成效顯著，但是作為一個(gè)相對(duì)“年輕”的品類，生物農(nóng)藥的使用仍不廣泛?？v觀國(guó)內(nèi)農(nóng)藥市場(chǎng)，化學(xué)農(nóng)藥依然是主角，以阿泰靈為代表的生物類農(nóng)藥約占市場(chǎng)份額的10%左右。
不過(guò)，在邱德文看來(lái)，這一現(xiàn)狀是暫時(shí)的，農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展一定是朝著綠色、高效、低污染的方向前進(jìn)的，以預(yù)防為主、治療為輔的生物農(nóng)藥正符合這一趨勢(shì)。
邱德文認(rèn)為，通過(guò)免疫誘抗技術(shù)提高植物抗病性，減輕病害發(fā)生是一種全新的綠色植保理念，是有害生物綠色防控的新技術(shù)和新方法，也是有效緩解環(huán)境污染、保障農(nóng)產(chǎn)品安全、實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥零增長(zhǎng)戰(zhàn)略目標(biāo)的有效途徑，對(duì)改善我國(guó)長(zhǎng)期造成的生態(tài)系統(tǒng)破壞、環(huán)境污染以及食品安全具有重要推動(dòng)作用。當(dāng)前，開(kāi)發(fā)能誘導(dǎo)植物免疫的“植物疫苗”生物農(nóng)藥來(lái)控制植物病害是現(xiàn)代植物保護(hù)的新策略和新方法，已成為當(dāng)前生物農(nóng)藥發(fā)展的制高點(diǎn)。
他呼吁我國(guó)盡快出臺(tái)有關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)措施，以鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)具有實(shí)力的農(nóng)藥企業(yè)加大對(duì)生物農(nóng)藥的關(guān)注和投資。
