昆明植物所研制新型无毒农药 高效无毒副作用
人体有自身的免疫系统,同样的,植物也有自身的防御系统。中国科学院昆明植物研究所研究人员发现,利用好植物自身的盾和矛,可以研制出高效、无毒副作用的新型农药。
农药杀病毒也伤植物
科学家寻找“自然疗法”
植物病毒是农作物的一类重要病害,危害大,难防治,有“植物癌症”之称,对农业造成巨大损失。据统计,每年因植物病毒引起的损失可达200亿美元。在这些植物病毒中,烟草花叶病毒是一种非常厉害的病毒,只要植物叶片互相接触就会传播,染病的植株砍倒多年后,里面的病毒仍会存活。另外烟草花叶病毒不仅可以感染烟草,还可以感染很多种植物。自该病毒发现至今100多年,已发现可感染的植物高达500种以上,包括番茄、辣椒、土豆等主要作物。尽管人类开发了许许多多的农药,但一般药物攻击病毒的时候也会伤害寄主的细胞,农药浓度过高会损伤植株,同时还会污染土壤,增加食品安全风险。
农药显然不是最好的选择,换个角度从自然选择的观点来看,植物体内应该存在抗植物病毒的化学防御物质,而且这种物质对植物自身的毒性较低,或许这种物质具备了识别病毒与寄主细胞的能力。受到这样的启发,中科院昆明植物研究所的郝小江课题组及其合作者从2002年起,开始在植物中寻找抗烟草花叶病毒的化合物。
诱导植物自卫
植物化学防御效果好于市售农药
一晃十多年过去,郝小江课题组及其合作者取得了多个重要成果。他们发现爵床科植物马蓝不易感染烟草花叶病毒,并从马蓝和萝藦科植物徐长卿中发现双裂孕烷类甾体苷具有抗烟草花叶病毒的活性,可以抑制病毒的传播。深入研究后,还发现这类化合物能够识别病毒与寄主细胞,并首次揭示了抗病毒药物识别病毒与寄主的一个新机制,对研究和设计高治疗指数的抗病毒剂具有重要的指导意义。该类化合物对人和动物感染的甲病毒如辛徳比斯病毒等也具有相似机制的抗病毒作用。
该课题组还在中药鸦胆子、苦木、石蒜、地黄连、蟛蜞菊等植物中发现了21种抗烟草花叶病毒的化合物,以及它们的抗病毒机理。特别是石蒜中的生物碱具有广谱的抗病毒作用。
在众多的植物化学防御物质中,研究人员从植物马蓝中提取分离到称之为AHO的化合物,这种化合物不直接攻击病毒,而是诱导植物产生防卫反应。实验室和多年的大田试验结果表明,该化合物不仅可以显着降低烟草花叶病毒对植物的感染,而且可以显着降低植物病原菌如白粉病对植物的感染。且AHO的效果要优于市场上销售的药物宁南霉素、烯羟-硫酸铜、吗胍乙酸铜,特别是在病毒病防控的早期效果更佳。AHO具有生产工艺简便、成本低廉、安全性好、应用范围广的特点。目前,AHO正在按照国家新农药的要求完成实验室数据,进行试推广。(记者 杨质高)
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