申嗪霉素：从生病植物中寻找的绿色农药

说起植物的虫害，无人不知。但很多人并不知道，不管是水稻、小麦，还是瓜果蔬菜，它们要顺利长大成熟，除了要对抗虫害外，还要扛过各种疾病。如果病重，还会需要抗生素等农药来治病。
如果要完全杜绝使用农药，那么农业就得“靠天吃饭”。显然，这对于满足大多数人温饱的需求来说并不现实。问题是，眼下无论是有机种植还是一般的大规模种植，所使用的大都是高毒、高残留的农药。如何开发高效、安全、经济，并对环境友好的绿色农药，让农药喷洒农作物之后尽快降解一直是科学家们在努力的事情。
上海交通大学生命科学技术学院的许煜泉教授研制出的申嗪霉素，就是这样一种绿色的农药。申嗪霉素已经获得农业部的新农药正式登记，将逐步取代目前使用中的部分高毒和高残留的农药。
有机种植也逃不过农药
当下有机种植已广为人知，顺带着“有机”一词也成为环保、健康的标志。不幸的是，“并非所有标着有机、天然的作物，就都是健康的。是否绿色、是否亲环境，才是环保的标志”，许煜泉告诉记者。
根据有机种植的标准，必须不能使用化学合成的肥料、农药、生长调节剂。但目前世界上在用的农药，几乎都是有机农药，而且很多有机农药仍然是高毒性的，比如广泛使用的有机磷等。即便是纯天然的农药，也有可能会引发植物的其他反应，导致农作物用上原本没有毒的农药，反而增加了植物含毒素的概率。比如，现在长江中下游地区广泛种植的小麦，6月份收获时恰逢梅雨季节，容易感染赤霉菌。现在普遍使用的治疗赤霉菌的常用农药，就是低毒的有机农药。虽然效果很好，但病菌的反应往往出乎意料，侥幸存活下来的赤霉菌在这一药物的刺激下，会变本加厉地分泌致癌毒素。
即便是我们所认为的生物农药，也并非完全环保，甚至未必是绿色的。比如，我们的主粮水稻就有一种“富贵病”，每逢高产就会发病。因为“水稻多肥多水才会高产，但这就像虚胖的人，吃得多，块头大，很容易生病。一般情况下，瘦弱的植株则既不会发生病害，又不招虫子，但是低产。”纹枯病就是这种严重威胁水稻稳产和安全生产的常见病害，目前，农民为了防治纹枯病的发生，必需按时施用井冈霉素。虽然这属于天然的药物，但属于胺基糖苷类药物，对人体健康有潜在危害，欧盟早在2003年就禁止使用。
病菌聚集地里寻药
“在土壤中，既有病原菌，又有对植物友好的促进生长抗病菌，尤其抗病菌往往都是在病菌的聚集地”，许煜泉告诉记者。他研发出来的申嗪霉素就是是从生病植物的病菌聚集地中找到的。
16年前，许煜泉为了研制出对抗植物根腐的抗生物质，检测了所有被病源菌感染的植物，从甜瓜到水稻再到豆角，凡是生病的植物都成为他寻找植物抗生素的源头。先得找植物友好的细菌，许煜泉介绍说，所谓对植物友好的细菌，就是能够使植物永葆青春，尤其是抑制植物中衰老激素乙烯的细菌，找到这些细菌后再从中挑选出能够抗菌的友好细菌。
最终许煜泉在甜瓜根部发现了一种代号为m18的细菌，可以强力地抑制植物病菌的发展，他尝试着把含有野生菌的培养液洒到田里，但是野生活菌的抗病活性受环境影响太大了，效果不稳定。而且，把这些细菌释放到环境中会不会改变环境也很难预料，因此一直难以推广。
许煜泉从这种细菌中发现了申嗪霉素。但是，野生菌株合成的申嗪霉素活性成分的效率太低。为此，许煜泉通过分子遗传学手段，查明了m18制造和分泌这一抗生素的基因开关，使它分泌申嗪霉素的量增加了50倍，原来1升培养液中的野生菌只能分泌0.1到0.2克的申嗪霉素，现在经基因工程改造的细菌可以生产5克申嗪霉素。更重要的是，这个活性成分的半衰期只有两周，每亩地只要用1克申嗪霉素，一个月后再检测，不论是粮食还是土壤里都没有这种活性成分。今年这一绿色农药已有了几千万元的销售额。“根据调查，农民能够接受每亩地农药的价格必须在5元以下。新农药大规模量产后，生产成本将大大减低，价格就可以下降到瓜农、粮农能够接受的区间。”
免责声明：本站部分文章系转载自网络，如有侵犯，请联系我们立即删除。另：本文仅代表作者个人观点，与农资电子画册网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。