植物该打疫苗了
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有病治病，有虫治虫；农药越用越多，浓度越用越高；病害越治越重，虫害越治越多……大量使用化学农药控制农作物病害，已经严重威胁到我国粮食安全生产。创新绿色防控新技术、新方法就成为现代植物保护的迫切需求。
植物免疫诱抗剂（或称之为植物疫苗）就是继人用疫苗、动物疫苗后，疫苗工程技术出现的新领域，也是当前国际上生物农药创制较为热门的研究方向。该植物疫苗是科学家在揭示植物、病虫害、生物农药三者关系的理论基础上，科学控制病虫害的实践，具有提高农作物抗性和有效防控农作物病害的能力。
绿色防控新技术
研究表明，当植物受到外界刺激或处于逆境条件时，能够通过调节自身的防卫和代谢系统产生免疫反应，植物的这种防御反应或免疫抗性反应，可以使植物延迟或减轻病害的发生和发展，减少化学农药与化学肥料的使用量，降低农产品残留。
然而，大部分创制、控制植物病害药物的基本原则都是以病原菌为靶标，再把能快速全面杀死靶标的药物进一步按农药登记要求研制成农药，忽视了被病原菌危害的寄主植物本身对外来生物抵抗能力的利用。
植物免疫诱抗剂对农作物病虫害却没有直接的杀灭作用，而是由外源生物或分子通过诱导或激活植物所产生的抗性物质，对某些病原物产生抗性或抑制病菌的生长。当其施用在农作物上后，通过诱导农作物产生抵御或防控农作物病虫害的物质，从而达到防治病虫害的目的。
而在激活植物体内分子免疫系统，提高植物抗病性的同时，植物免疫诱抗剂还可激发植物体内的一系列代谢调控系统，具有促进植物根、茎、叶生长和提高叶绿素含量，最终起到作物增产的作用。
与此同时，植物免疫诱抗剂还可用于植物的拌种、浸种、浇根和叶面喷施。多年来多种植物的室内盆栽和田间实验表明，这种植物疫苗对病虫害的普遍防治效果为40%~80%，提高作物产量10%~20%，此外还可以提高植物的抗逆功能。
应用效果获肯定
目前，植物病毒病是危害损失较大、防治较难的一类病害，也被称为植物的“癌症”，成为世界性难题。因为植物病毒专性寄生在植物体内增殖，消耗植物营养，造成植物畸形生长或叶片黄化，一般化学药物很难破坏病毒粒子的结构，因此目前尚无理想的化学农药。
在植物免疫诱抗剂的基础上，中国农科院植物保护所研制出我国第一个抗病毒蛋白质生物农药——“6%寡糖·链蛋白可湿性粉剂”，并获准上市。田间试验结果证明，该药剂对水稻条纹叶枯病的防治效果为65%；对番茄黄化曲叶病毒病的防治效果为68%；对烟草花叶病毒病的防治效果为75%。
另外，转抗性基因植物是将抗性基因转到植物体中，让植物产生抗性蛋白抵抗病菌的侵入，而植物免疫诱抗剂通过诱导植物产生抗性物质，具有与抗性基因对病虫害的免疫抗性同等重要的作用。
植物免疫激活蛋白就是一种新型的植物免疫诱抗农药。它是从多种致病真菌中分离获得的一类新型结构蛋白，多个品种均具有良好的刺激植物免疫活性增强的效能。代表产品包括已在农业部获得农药临时登记的“3%极细链格孢激活蛋白可湿性粉剂”、获得国家肥料临时登记的“普绿通植物免疫蛋白粉剂”等。
产业前景可期
据不完全统计，目前，国内已经在农业部农药检定所获得正式登记的植物免疫诱抗剂主要有康壮素（蛋白质激发子）、益微菌（枯草芽孢杆菌）、壳寡糖和脱落酸等药物品种。几大国际农化公司也已经相继开发出Messenger、Oxycom、KeyPlex、Actigard、NCI、Chitosan等诱抗剂产品。
有关植物免疫诱抗剂的研究与利用，目前也已经得到了政府有关管理和推广部门及广大农民的认可，其在保护植物健康生长、保障食品和生态安全方面发挥着越来越重要的作用。
未来，植物免疫诱抗剂农药将有望成为具有巨大发展前景的新型战略产业。
不过，我国仍需继续构建植物免疫诱抗剂挖掘与功能评价的技术体系，明确植物免疫诱抗剂作用靶标、受体识别及关键激活位点。与此同时，阐明提高农作物抗病性的激活机制也是植物免疫诱抗剂农药设计的分子基础。
（作者系中国农业科学院植物保护所副所长）
《中国科学报》(2014-01-15第8版生物)
