在漫長的農(nóng)業(yè)發(fā)展進程中,病蟲害始終困擾著農(nóng)業(yè)生產(chǎn),給農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量帶來嚴重影響。
24日,國際學術(shù)期刊《細胞》在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所楊青教授團隊的研究成果,揭示了一類特殊蛋白質(zhì)(ABCH轉(zhuǎn)運蛋白)運輸脂質(zhì)和農(nóng)藥的完整過程,該蛋白質(zhì)不存在于人類和哺乳動物中,卻是昆蟲生長發(fā)育所必須的,可作為理想的農(nóng)藥分子靶標。該成果是昆蟲學和農(nóng)藥靶標學領(lǐng)域的重大突破,為開發(fā)綠色農(nóng)藥奠定了重要基礎(chǔ)。
病蟲害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大“殺手”之一。一直以來,人類通過噴灑農(nóng)藥、氣味引誘、引入天敵昆蟲等方法抵御害蟲。但是,由于抗藥性增加、成本過高、高毒性風險等因素,防治效果一直不理想。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估算,全世界每年因農(nóng)作物病蟲害造成的產(chǎn)量損失高達40%,經(jīng)濟損失超過2200億美元。人類期待更加高效、生態(tài)友好、低抗性的綠色農(nóng)藥。
“創(chuàng)制綠色農(nóng)藥的關(guān)鍵,在于找到人畜安全的綠色農(nóng)藥分子靶標,而ABCH轉(zhuǎn)運蛋白就是這個理想靶標!睏钋喔嬖V記者,昆蟲表皮中含有不溶于水的脂質(zhì)成分,可以防止昆蟲體內(nèi)水分蒸發(fā)和病原體入侵,減少外源物質(zhì)和毒素滲透。而ABCH轉(zhuǎn)運蛋白的功能正是將脂質(zhì)成分運輸?shù)嚼ハx表皮。如果沒有ABCH轉(zhuǎn)運蛋白,昆蟲就會死亡。
楊青團隊經(jīng)過5年多研究,進行了大量的生物學數(shù)據(jù)分析,最終摸清了ABCH轉(zhuǎn)運蛋白轉(zhuǎn)運脂質(zhì)和外排農(nóng)藥的分子機制,并獲得了能夠抑制轉(zhuǎn)運功能的小分子抑制劑。簡單說,就是破解了害蟲的“外部防御”和“內(nèi)部解毒”機制,找到了能直接用于合成綠色農(nóng)藥的有效成分,為緩解ABCH轉(zhuǎn)運蛋白介導的害蟲抗藥性問題提供了全新的思路。
中國工程院院士宋寶安認為,害蟲對殺蟲劑日益嚴峻的抗性狀況已經(jīng)成為全球農(nóng)業(yè)害蟲防控所面臨的棘手問題,嚴重威脅著全球糧食供應的穩(wěn)定與安全。深入解析昆蟲的抗藥性機制,無疑對有效治理抗性問題具備理論和實踐指導意義。
中國工程院院士錢旭紅表示,這一原創(chuàng)性成果有望催生出一大批綠色、高效、靶向昆蟲表皮脂質(zhì)屏障形成過程的創(chuàng)新型農(nóng)藥產(chǎn)品,為全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的害蟲防控注入全新的活力與希望,有力推動農(nóng)業(yè)向更加綠色、可持續(xù)的方向蓬勃發(fā)展。(經(jīng)濟日報記者 常理)