传统农业杀菌剂是把双刃剑,在提升农业经济效益的同时,也会带来潜在的环境污染和健康风险。如何改变这一现状? 既能保障粮食安全,又能实现环境友好的 RNA 杀菌剂应运而生,成为第三次农药革命的核心产品。 植物病原菌是造成植物病害的主要原因之一。这类微生物专门寄生于植物体内,破坏植物的生长发育,导致经济作物减产甚至死亡。 目前,农业生产中植物病原菌的防治主要依靠化学杀菌剂,但因其使用时间长、范围广等,导致药物残留、抗药性等负面问题频发。RNA 杀菌剂具有高度的特异性和环境友好性,有望为防控植物病原菌提供绿色解决方案。 RNA 杀菌剂是一种利用 RNA 干扰技术来抑制或杀死特定病原菌的新型杀菌剂。RNA 干扰是一种真核生物体内自然存在的基因沉默机制。该机制通过双链 RNA 分子特异性结合同源 mRNA,导致 mRNA 被核酸酶降解,从而抑制特定基因的表达。 “采用 RNA 干扰的方式进行病原菌防治,是针对真菌病害的‘靶向药’,也是解除作物农药抗药性的‘特效药’。”唐雪明解释,在 RNA 杀菌剂中,设计合成的特定双链 RNA 分子能够与病原菌的 mRNA 序列互补配对并触发其降解,导致病原菌无法产生某些关键蛋白,进而抑制其生长或导致其死亡。这也是施用 RNA 杀菌剂不易产生抗性的根本原因。 生物安全性、环境友好性是 RNA 杀菌剂的突出优势。“双链 RNA 分子的设计,仅作用于特定病原菌,对人体及其他非靶标生物无毒害。其生产过程清洁化,而且在土壤和水流中 72 小时内即可降解。”唐雪明补充说。 此外,RNA 杀菌剂在农田应用后,很容易被降解成植物肥料。这些植物肥料会被作物再次吸收利用,对农作物和环境都极为友好,可谓“化作春泥更护花”。 目前,国内外 RNA 杀菌剂的防治对象主要有引起枯萎病的镰刀菌、引起灰霉病的葡萄孢菌、引起茎腐病的菌核病菌等。 以烟草花叶病毒为例,它会导致植株畸形病变、矮化,甚至死亡,而且防治较为困难,烟草及其他茄科植物都深受其害。 2021 年,唐雪明创立的硅羿科技(上海)有限公司(以下简称“硅羿科技”)研发出了烟草花叶病毒 RNA 核酸干扰素,成为我国第一个进入登记测试阶段的 RNA 杀菌剂。目前,该 RNA杀菌剂田间测试展现出良好的防治效果,能够有效应用于已被病毒侵染的植株,减少生产过程中因烟草花叶病毒感染造成的巨大经济损失。 除了烟草花叶病毒 RNA 核酸干扰素外,国内外还研发了诸多种类的 RNA 杀菌剂。如美国绿光公司研发的防治葡萄灰霉病的 RNA 杀菌剂和硅羿科技研发的防治核盘菌的 RNA 杀菌剂,目前正处在田间小试阶段;中国农业大学研发的防治辣椒疫霉的 RNA 杀菌剂,在室内生测试验中的效果非常显著。 这些创新成果未来在精准农业、绿色防控、节能减排中将发挥巨大作用。 随着研究的深入和生产成本的降低,RNA 杀菌剂有望在农业、园艺以及公共卫生领域得到广泛应用,为病害防治提供新的解决方案,并为全球粮食安全和环境保护作出贡献。 “虽然 RNA 杀菌剂的应用前景十分广阔,但国内外基于 RNA 杀菌剂的研发多处于室内生测试验阶段,仍面临不少挑战。”
传统农业杀菌剂是把双刃剑,在提升农业经济效益的同时,也会带来潜在的环境污染和健康
鲁滨逊每日日记
2024-09-06 00:05:47
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