中国仅靠7%的耕地面积养活了21%的人口,然而这组数据的背后是化学农药的不科学施用乱象。据不完全统计,2022年中国农药使用量高达140万吨,是发达国家使用量的4到5倍。大量使用化学农药造成了害虫抗性、农残超标、环境污染等一系列问题,严重威胁农业发展、生态环境与人民健康。2022年,农业农村部颁发《“十四五”全国农药产业发展规划》指出:“农药产业优先发展包括微生物农药、RNA及小肽类在内的生物农药。”这为绿色新型农药的研发上市提供了方向引领。
跟随这一政策导向,赣南师范大学“两肽护蔬”团队提出了一种基于昆虫源蛋白肽制备绿色农药的新方案,实现了十字花科蔬菜绿色防控小菜蛾的技术突破。
“像白菜、萝卜、卷心菜等一类十字花科蔬菜,覆盖中国1/3蔬菜种植区域。而小菜蛾作为其主要虫害,年均造成减产量超过1.6万吨。”团队负责人介绍道。团队经调研发现,目前行业内主要以化学农药作为防治手段,导致小菜蛾对79种现有农药均产生抗性,杀灭率逐年下降,为十字花科蔬菜绿产稳产带来了障碍。
在江西省创新创业实践基地和赣南师范大学生命科学学院的培育支持下,“两肽护蔬”团队从小菜蛾分泌的唾液中寻找破除小菜蛾抗药性困局的答案。经过唾液液相质谱分析后,团队锁定小菜蛾GSS解毒酶作为研发切入点,实现了一系列突破。
团队利用蛋白肽功能的多样性,筛选合成了“激发肽”和“抑虫肽”。“激发肽”作为植物疫苗提高植物免疫力,“抑虫肽”作为植物外援武器干扰小菜蛾的消化系统,从而削弱其取食力,以增加小菜蛾体内有毒物质积累量的形式改变以单一基因作为作用靶点的现况,有效规避抗药性问题。此外,蛋白肽在自然条件下可以完全降解,不仅促进了十字花科蔬菜稳产,同时维护自然生态的稳定与和谐,为行业开辟了绿色灭虫新途径。
据负责人介绍,赣南师范大学生命科学学院构建创新创业课程体系,根据人才特点鼓励学生早早进实验室自主实践,致力于实现科研创新人才的特色培养。在良好的科研氛围下,团队成员利用课余时间接力科研工作,形成三大核心技术壁垒,为“两肽护蔬”产品成型做好前期铺垫。对应核心技术目前已申请14项相关专利。
从研发灵感到落地变为产品,项目成员完成了实验室成果转化,实现了团队和个人的共同成长。指导老师表示:“后续该项目将在学校创新创业平台的支持下持续推进落地,为十字花科蔬菜绿色稳产贡献青春力量。”
宏伟蓝图已绘就,砥砺奋进正当时。生命科学学院党委书记董文表示,作为赣南地区农业领域人才培育的摇篮,学院必将厚植学生“学农爱农为农”情怀,坚定助力乡村振兴理想信念,为广大农民端牢饭碗,为我国农业现代化发展插上腾飞翅膀。(廖远、赵峪嘉、吕佳慧)
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