提高植物免疫力，植物少得病

科研人員在田間實(shí)地查看“植物疫苗”使用效果。常理攝

邱德文向記者展示植物喜人的長(cháng)勢。

　　眾所周知，人類(lèi)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”，是識別和排除“異己”的生理反應。

　　那么，植物是否也像人類(lèi)和動(dòng)物一樣，具有免疫力呢？植物能否像人類(lèi)一樣接種疫苗，提高抗病毒能力

　　在中國農業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，有這樣一支團隊，多年來(lái)致力于研究植物免疫能力，團隊發(fā)明的蛋白質(zhì)植物免疫誘導劑——阿泰靈，自2014年正式進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，已成為國內單品銷(xiāo)量最大的生物農藥。

　　《經(jīng)濟日報》記者日前采訪(fǎng)了中國農科院植保所副所長(cháng)、蛋白質(zhì)植物免疫誘導劑的創(chuàng )制與應用項目負責人邱德文。

　　植物也有免疫力

　　在長(cháng)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——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(lèi)和動(dòng)物一樣，具有免疫功能。”從事了十多年植物免疫系統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。當植物體受到病蟲(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(lèi)物質(zhì)來(lái)抵御外來(lái)入侵，植物的這些初始反應如同人類(lèi)和動(dòng)物所存在的免疫反應一樣。

　　在傳統認識中，作物生長(cháng)階段如果出現病蟲(chóng)害，一定要噴打化學(xué)農藥，直接殺死病蟲(chóng)。傳統的化學(xué)農藥在病蟲(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)農藥所帶來(lái)的生態(tài)問(wèn)題日益突出?；瘜W(xué)農藥的高毒性、對生態(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(cháng)期大量噴打農藥、除草劑等會(huì )導致土壤酸化、板結，給植物生長(cháng)造成巨大危害。另一方面，大量使用化學(xué)農藥，會(huì )導致農產(chǎn)品農藥殘留超標，直接威脅百姓的菜籃子安全。

　　由此，生物農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、對環(huán)境友好等優(yōu)勢而備受關(guān)注。這一手段通過(guò)誘導植物免疫，來(lái)提高植物抗病蟲(chóng)害能力，達到防控病蟲(chóng)害的目的。

　　“抗性物質(zhì)本身存在于植物體內，但是處于失活狀態(tài)，必須要外部因素來(lái)誘導。”邱德文說(shuō)，“誘導就是要激活植物體的免疫成分”。

　　邱德文及團隊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鏈格孢菌株，分離純化了高活性熱穩定蛋白，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。該生物農藥不僅填補了我國蛋白質(zhì)植物免疫誘導劑生物農藥的空白，也得到了國內和國際同行的高度認可。

　　2014年2月份，阿泰靈獲得了農藥登記證；隨后，由北京中保集團投入生產(chǎn)，于2014年6月首次在國內上市。2016年，阿泰靈在中國市場(chǎng)的銷(xiāo)售額超過(guò)8000萬(wàn)元，2017年預計超過(guò)1億元。

　　“生物農藥單品第一年就有幾千萬(wàn)元的銷(xiāo)量，這在以前是很難想象的。”北京中保集團總經(jīng)理陳昶說(shuō)。

　　植物疫苗的神奇功效

　　試驗結果表明，免疫蛋白誘抗劑能顯著(zhù)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)現青藏高原病蟲(chóng)害防控模式跨越發(fā)展作出了貢獻

　　青稞是青藏高原主要的農作物品種，占該地區耕地面積的70%左右。但長(cháng)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，在西藏自治區拉薩市林周縣的示范田里，西藏自治區農業(yè)技術(shù)推廣中心的專(zhuān)家對使用“阿泰靈”植物免疫誘抗劑的青稞和牧草試驗田進(jìn)行了實(shí)地測產(chǎn)。測產(chǎn)結果顯示，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20%左右。

　　西北農林科技大學(xué)教授張興說(shuō)，試驗結果表明，免疫蛋白誘抗劑能顯著(zhù)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、小穗數及成穗數，提高對黑穗病和白粉病的抗性，對青稞及牧草增產(chǎn)效果明顯。

　　“阿泰靈屬于生物農藥范疇，它通過(guò)誘導植物自身免疫，增強植物抵抗能力，改善植物健康狀況，以此抵御病蟲(chóng)害的侵擾。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)始打藥預防。”邱德文解釋說(shuō)，當藥劑接觸到植物器官表面后，可以與植物細胞膜上的受體蛋白結合，引起植物體內一系列相關(guān)酶活性和基因表達量的增強，以調節水楊酸含量為主要路徑，幫助生物大分子與活菌誘導蛋白、糖蛋白、多肽、小分子核糖核酸等從不同路徑進(jìn)入植物抗性信號傳導，釋放抗性因子，激活植物抗性系統。同時(shí)，激發(fā)植物體內基因，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，調節作物生長(cháng)，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)現增產(chǎn)的作用。

　　記者了解到，近年來(lái)，中國農科院植保所與西藏農牧科學(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和示范，將植保所研發(fā)的相關(guān)成熟技術(shù)應用到西藏自治區，提升該地區的植?？萍妓?。目前，他們已在西藏建成小區試驗地10畝、示范區200畝，包括100畝春青稞、100畝燕麥，為實(shí)現青藏高原病蟲(chóng)害防控模式跨越發(fā)展作出貢獻。

　　中國農科院植保所黨委書(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用，并輻射到周邊種植青稞的省份，形成可復制、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(zhù)農藥行業(yè)朝著(zhù)綠色、高效、低污染方向不斷前進(jìn)，“植物疫苗”已成為生物農藥發(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1500多個(gè)縣市、2萬(wàn)多個(gè)鄉鎮開(kāi)展應用。3年來(lái)，該技術(shù)在全國28個(gè)省市累計推廣應用3000余萬(wàn)畝次，對多種作物病害的綜合防控效果達65%以上，提高產(chǎn)量10%以上，減少化學(xué)農藥使用量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(zhù)，但是作為一個(gè)相對“年輕”的品類(lèi)，生物農藥的使用仍不廣泛?？v觀(guān)國內農藥市場(chǎng)，化學(xué)農藥依然是主角，以阿泰靈為代表的生物類(lèi)農藥約占市場(chǎng)份額的10%左右。

　　不過(guò)，在邱德文看來(lái)，這一現狀是暫時(shí)的，農藥行業(yè)的發(fā)展一定是朝著(zhù)綠色、高效、低污染的方向前進(jìn)的，以預防為主、治療為輔的生物農藥正符合這一趨勢。

　　邱德文認為，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、保障農產(chǎn)品安全、實(shí)現農藥零增長(cháng)戰略目標的有效途徑，對改善我國長(cháng)期造成的生態(tài)系統破壞、環(huán)境污染以及食品安全具有重要推動(dòng)作用。當前，開(kāi)發(fā)能誘導植物免疫的“植物疫苗”生物農藥來(lái)控制植物病害是現代植物保護的新策略和新方法，已成為當前生物農藥發(fā)展的制高點(diǎn)。

　　他呼吁我國盡快出臺有關(guān)獎勵措施，以鼓勵國內具有實(shí)力的農藥企業(yè)加大對生物農藥的關(guān)注和投資。