提高植物免疫力，植物少得病

科研人員在田間實地查看“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勢。

　　眾所周知，人類和動物都具有免疫能力，免疫力是人體、動物體自身的“防御系統(tǒng)”，是識別和排除“異己”的生理反應。

　　那么，植物是否也像人類和動物一樣，具有免疫力呢？植物能否像人類一樣接種疫苗，提高抗病毒能力

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

　　《經濟日報》記者日前采訪了中國農科院植保所副所長、蛋白質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

　　在長期進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(tǒng)——會通過釋放植保素、乙烯、水楊酸等物質來抵御外來入侵

　　植物也有免疫力？答案是肯定的。

　　“在自然界中，植物經常會受到各種病菌的侵染而發(fā)病，但是植物并沒有因此滅絕，這表明植物與人類和動物一樣，具有免疫功能。”從事了十多年植物免疫系統(tǒng)研究的邱德文告訴記者。

　　實際上，植物在進化以及與有害生物博弈的過程中，早已形成了比較完善的免疫系統(tǒng)。當植物體受到病蟲侵入時，會通過釋放植保素、乙烯、水楊酸、茉莉酸以及多酚類物質來抵御外來入侵，植物的這些初始反應如同人類和動物所存在的免疫反應一樣。

　　在傳統(tǒng)認識中，作物生長階段如果出現(xiàn)病蟲害，一定要噴打化學農藥，直接殺死病蟲。傳統(tǒng)的化學農藥在病蟲害防治、保障糧食安全方面發(fā)揮了重要作用。但近年來，由于大量使用化學農藥所帶來的生態(tài)問題日益突出?；瘜W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題，越來越引發(fā)人們的關注。一方面，長期大量噴打農藥、除草劑等會導致土壤酸化、板結，給植物生長造成巨大危害。另一方面，大量使用化學農藥，會導致農產品農藥殘留超標，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害的一種有效手段，以其低毒、低殘留、不易產生抗藥性、對環(huán)境友好等優(yōu)勢而備受關注。這一手段通過誘導植物免疫，來提高植物抗病蟲害能力，達到防控病蟲害的目的。

　　“抗性物質本身存在于植物體內，但是處于失活狀態(tài)，必須要外部因素來誘導。”邱德文說，“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(wěn)定蛋白，并通過高效蛋白生產加工工藝，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，于2014年6月首次在國內上市。2016年，阿泰靈在中國市場的銷售額超過8000萬元，2017年預計超過1億元。

　　“生物農藥單品第一年就有幾千萬元的銷量，這在以前是很難想象的。”北京中保集團總經理陳昶說。

　　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提高青稞和燕麥草出苗率和抗病能力，增產效果明顯，為實現(xiàn)青藏高原病蟲害防控模式跨越發(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(qū)耕地面積的70%左右。但長期以來，青稞的產量和效益都很低，一直沒有很好的方法來解決這一問題。

　　近日，在西藏自治區(qū)拉薩市林周縣的示范田里，西藏自治區(qū)農業(yè)技術推廣中心的專家對使用“阿泰靈”植物免疫誘抗劑的青稞和牧草試驗田進行了實地測產。測產結果顯示，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63千克，增產幅度達15%以上；施用“阿泰靈”噴施2次的燕麥，比未使用的每畝增產202千克，增產幅度達20%左右。

　　西北農林科技大學教授張興說，試驗結果表明，免疫蛋白誘抗劑能顯著提高青稞和燕麥草出苗率，促進根系發(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(shù)及成穗數(shù)，提高對黑穗病和白粉病的抗性，對青稞及牧草增產效果明顯。

　　“阿泰靈屬于生物農藥范疇，它通過誘導植物自身免疫，增強植物抵抗能力，改善植物健康狀況，以此抵御病蟲害的侵擾。同時，阿泰靈引入了防御理念，摒棄以往病害發(fā)生再開始治療的策略，而是防患于未然，在未發(fā)病前就開始打藥預防。”邱德文解釋說，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酶活性和基因表達量的增強，以調節(jié)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入植物抗性信號傳導，釋放抗性因子，激活植物抗性系統(tǒng)。同時，激發(fā)植物體內基因，產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(jié)作物生長，提高抗病、抗蟲、抗旱、抗寒性能力，抗病防蟲，提高品質，實現(xiàn)增產的作用。

　　記者了解到，近年來，中國農科院植保所與西藏農牧科學院聯(lián)合開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)的相關成熟技術應用到西藏自治區(qū)，提升該地區(qū)的植保科技水平。目前，他們已在西藏建成小區(qū)試驗地10畝、示范區(qū)200畝，包括100畝春青稞、100畝燕麥，為實現(xiàn)青藏高原病蟲害防控模式跨越發(fā)展作出貢獻。

　　中國農科院植保所黨委書記張步江表示，植保所下一步將以西藏為中心，推進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、可推廣的輕簡化技術模式。

　　市場前景廣闊

　　植物免疫誘抗劑技術在綠色植保和植物健康管理體系中發(fā)揮了重要作用。隨著農藥行業(yè)朝著綠色、高效、低污染方向不斷前進，“植物疫苗”已成為生物農藥發(fā)展的制高點

　　目前，蛋白質植物免疫誘抗劑技術已經在我國1500多個縣市、2萬多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展應用。3年來，該技術在全國28個省市累計推廣應用3000余萬畝次，對多種作物病害的綜合防控效果達65%以上，提高產量10%以上，減少化學農藥使用量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，但是作為一個相對“年輕”的品類，生物農藥的使用仍不廣泛?？v觀國內農藥市場，化學農藥依然是主角，以阿泰靈為代表的生物類農藥約占市場份額的10%左右。

　　不過，在邱德文看來，這一現(xiàn)狀是暫時的，農藥行業(yè)的發(fā)展一定是朝著綠色、高效、低污染的方向前進的，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，通過免疫誘抗技術提高植物抗病性，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和新方法，也是有效緩解環(huán)境污染、保障農產品安全、實現(xiàn)農藥零增長戰(zhàn)略目標的有效途徑，對改善我國長期造成的生態(tài)系統(tǒng)破壞、環(huán)境污染以及食品安全具有重要推動作用。當前，開發(fā)能誘導植物免疫的“植物疫苗”生物農藥來控制植物病害是現(xiàn)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。

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