作物也能″打疫苗″？浅析植物免疫诱导剂的市场潜力和挑战

 

 

超敏蛋白属于植物免疫诱导剂。该产品对人畜无害，不污染环境，被称为“植物保护和农产品安全生产商的一次绿色革命”，其同类产品获美国政府颁发的“总统绿色化学挑战奖”；在我国第八届全国农药登记评审委员会第九次会议上，根据《农药登记资料规定》等有关规定，豁免了7种植物生长调节剂最大残留限量，其中一种就是超敏蛋白。 其他6种分别是赤霉酸（gibberellic acid），烯腺嘌呤(enadenine)，苄氨基嘌呤(6-benzylamino-purine)，羟烯腺嘌呤(oxyenadenine)，S-诱抗素(+)(-abscisic acid)，三十烷醇(triacontanol)。

 

越来越多的农场走“绿色发展”道路，采用新方法创收。传统防治病害，促进作物生长的方式是除病源，多施肥，而忽视了作物本身是否具有抵抗力，生长力是否旺盛。植物免疫诱导剂的应用则是顺应植物的生长规律，提高植物自身对病害潜在控制能力。如果说，化学农药和化肥通过杀虫补养来“治标”，那么植物免疫诱导剂则是通过调节作物体质来“治本”。

 

超敏蛋白，存在于多种植物革兰氏阴性病原菌中，能引起植物过敏反应，同时能诱导植物产生获得性系统抗性并刺激植物生长发育。美国Eden生物公司的研究小组经研究后发现，超敏蛋白会引起拟南芥中Cl、Ca、K、Cu、Zn离子通道的激活，以及各种氧化酶的激活。这些因子在植物抗病信号通路中起着重要作用。抗病同时，还能激发植物体内一系列代谢调控系统，促进植物根茎叶生长和叶绿素含量提升，提高作物产量。因此超敏蛋白没有直接的杀菌或抗病毒活性，而是诱导植物免疫系统，使植物获得或提高对病菌的抗性及抗逆性。

 

 

超敏蛋白的商业生产，是将病原菌编码该蛋白的DNA导入大肠杆菌（E. coli K-12）中，大肠杆菌产出大量超敏蛋白，经过分离纯化提取出来。生产过程中的所有副产物都可以生物降解，超敏蛋白也可被紫外线和微生物降解，不会长时间残留，因此该产品的生产应用不会造成大量污染。

 

目前，全世界仅有2项这方面的技术成功应用于生产，一项为美国Eden生物公司研发的“Messenger-HarpinEa”，一项为以色列农业生物科研机构“Galilee-Green（嘉利利-绿色）”实验室所拥有的“HarpinEccHarpinEac”。

 

 

2001年，美国Eden生物公司开发登记Messenger产品，2007年将该技术和所有资产出售给美国领先的天然植保产品供应商Plant Health Care，资产以220万美元的价格出售。2010年7月Plant Health Care宣布同先正达合作研发和销售叶用超敏蛋白产品，产品与先正达草甘膦除草剂组合销售，该组合适用于任何作物，提高了作物对除草剂的耐受力，每年用于全球2亿英亩农田中。此外，Plant Health Care还与Talc U.S.A.公司合作，将其获得专利的harpin αβ技术与润滑剂结合，用作玉米种子处理剂，重复试验证明玉米的抗逆性和产量均有提高，此项合作使Plant Health Care有机会打开美国0.9亿英亩的玉米市场。产品主要在欧美地区绿色和有机作物生产中应用。

 

2001 年，Messenger经我国农业部农药检定所(ICAMA)审定，取得了临时登记证。

 

 

信号施康乐是四川海博氏生物科技有限公司2013年引进以色列Galilee-Green实验室的科研成果。经过以色列Galilee-Green实验室过去近6年的田间试验证明，产品可使植物主动抵抗由病毒、细菌、真菌等病原物所造成茎腐、霜霉、花叶、枣疯、黄化、斑驳、全蚀、纹枯、赤霉、叶斑、黑粉、粗缩、条斑、叶枯、溃疡、黑腐、靶斑、白粉、白绢、猝倒、红粉、灰霉、蔓枯、炭腐、锈病、疫病等70余种病害浸染，最高可减少50%的农药施用量。目前，信号施康乐已在以色列、美国、瑞士、德国、西班牙以及我国四川、陕西、新疆、云南等地区的土豆、葡萄、叶菜、柑橘、棉花、番茄、辣椒、黄瓜、大豆、玉米、水稻等粮食和经济类作物市场成功应用。

 

 

超敏蛋白的应用优势有：1、异于传统农化产品的作用机理，多次使用不会产生抗药性，对难防病虫害和疑难杂症有较好的防效。 2、激活作物自身机能，增产效果明显：每季作物喷施3-5次，在减少肥药投入的情况下，还可增产15%-30%。 3、持效期长，防病谱广，减少劳力投入和种植成本：一次喷施，持效期可达20-25天，相当于肥药的两次喷施，可降低劳动力成本，同时一药多防，减少用药成本。 4、施药方式简单，混用性好，使用方便：可叶面喷雾、灌根、浸种、拌种、蘸根等；既适用于小型农机具喷施，也可使用大中型农机具及飞机喷施；用于叶面喷施时，仅需喷到即可，有别于传统农药必须整株喷施；可与农药化肥混合使用。 5、适用于所有作物。 6、绿色环保。

 

虽然超敏蛋白有诸多优势，想要广泛应用于市场，目前仍有难度。成本较高是超敏蛋白乃至其他植物免疫诱导剂所共有的问题。使用该产品生产的农作物售价会因此高于普通产品，在价格上缺少竞争力。

 

湖北长阳植保站站长赵毓潮分析道，每用掉1元的化学农药，就需要5元的后续环境治理开支。如果这些成本也被计入化学农药销售价格构成，植物免疫诱导剂的价格并不高。超敏蛋白面临的这种不公平的市场制度环境，是制约产业发展的重要因素。

 

针对这一问题，政府、农民、科研单位和企业之间应当加强合作，共同为解决农产品安全问题而努力。

 

政府应向购买超敏蛋白，包括其他安全植物免疫诱导剂的农户给与补贴，因为应用这类产品产生的环境治理成本极低，对公众的健康有益。为了农产品品质和生态环境，农民需要转变自己的思想，逐步利用安全植物免疫诱导剂取代高毒农药，并减施化肥。有了政府补贴，农民会更愿意选择安全的产品。韩国政府通过大幅度补贴农户，间接促进生物农药企业实现盈利，产业发展逐步走向正轨——这一做法值得我们借鉴。此外，我国研发与生产存在脱节，发展起来的企业可与有实力的研究单位合作，强化产品研发，提高产品质量的同时降低生产成本。科研单位和企业也应当切实了解农民所需，开发产品以实用为本。

 

 

我国化学农药和化肥的大量使用为农作物抵抗病虫草害，提高作物产量做出了巨大贡献。但环境污染问题越来越突出，我国单位面积平均化学农药用量比世界平均水平高2.5-5.0倍，每年遭受农药残留污染的作物面积达12亿亩。并且，随着农业有害生物对农药的抗性不断增加，土壤生态恶化，生产投入增加但作物品质和产量却在下降。如今，单纯依靠化学农药和化肥已经无法保证农产品生产的质与量。

 

植物免疫诱导剂已经在我国农业生产中起到了越来越重要的作用。这一领域的研究和应用已经得到政府监管和推广部门，以及广大农民的认可。在促进植物健康生长，保障食品安全，保护生态环境方面，此类产品发挥着越来越重要的作用，为农业可持续发展做出贡献。

 

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