在漫長的農業發展進程中,病蟲害始終困擾著農業生產,給農作物的產量和質量帶來嚴重影響。
24日,國際學術期刊《細胞》在線發表了中國農業科學院深圳農業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(ABCH轉運蛋白)運輸脂質和農藥的完整過程,該蛋白質不存在于人類和哺乳動物中,卻是昆蟲生長發育所必須的,可作為理想的農藥分子靶標。該成果是昆蟲學和農藥靶標學領域的重大突破,為開發綠色農藥奠定了重要基礎。
病蟲害是農業生產的最大“殺手”之一。一直以來,人類通過噴灑農藥、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。據聯合國糧農組織估算,全世界每年因農作物病蟲害造成的產量損失高達40%,經濟損失超過2200億美元。人類期待更加高效、生態友好、低抗性的綠色農藥。
“創制綠色農藥的關鍵,在于找到人畜安全的綠色農藥分子靶標,而ABCH轉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成分,可以防止昆蟲體內水分蒸發和病原體入侵,減少外源物質和毒素滲透。而ABCH轉運蛋白的功能正是將脂質成分運輸到昆蟲表皮。如果沒有ABCH轉運蛋白,昆蟲就會死亡。
楊青團隊經過5年多研究,進行了大量的生物學數據分析,最終摸清了ABCH轉運蛋白轉運脂質和外排農藥的分子機制,并獲得了能夠抑制轉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“內部解毒”機制,找到了能直接用于合成綠色農藥的有效成分,為緩解ABCH轉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成為全球農業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,這一原創性成果有望催生出一大批綠色、高效、靶向昆蟲表皮脂質屏障形成過程的創新型農藥產品,為全球農業生產中的害蟲防控注入全新的活力與希望,有力推動農業向更加綠色、可持續的方向蓬勃發展。(經濟日報記者 常理)