不忘初心,眷恋故土
邱德文是中国农业科学院植物保护研究所副所长,农业部生物防治重点开放实验室主任,微生物农药与分子设计实验室主任,863项目首席科学家,也是中国蛋白质生物农药首席科学家。1981年他毕业于湖南农业大学植保专业,1995年获中国农业大学植物病理专业博士学位,主要承担和参加国家“973”、“863”计划项目和国家自然科学基金项目等课题,有关研究已申报和获国家发明专利5项,获中国产学研合作创新成果一等奖,大北农科技二等奖,中国农业科学院科技进步二等奖,中国植物保护学会科技二等奖,北京市科学进步二奖等多项奖励。1995年以来先后在美国Cornell大学和EDEN生物科学公司从事原核细菌蛋白质Harpin和植物与微生物互作机理的研究,并获得5项美国专利,2001年被美国国家环境保护委员授予总统杯绿色化学挑战者称号。2002年入选中国农科院药物微生物工程学一级岗位杰出人才。
1995年,邱博士去了美国康奈尔大学,从事植物过敏蛋白研究。邱博士发现极细链格孢激活蛋白具有诱导植物免疫,促进植物的生长并增加作物产量的作用。当时他的观点没有很多人相信,同事们对他的研究不屑一顾,没有人支持他,但邱博士并没有在意他人的眼光,经过长达五年的坚持研究,全世界第一个注册的分子生物蛋白诞生了,这个成果获得了美国环境保护委员会颁发的“2001年度(美国)总统杯绿色化学挑战者称号”,后来这种蛋白被商业化开发成生物农药,广泛应用于农业生产。在美国的八年,纵然事业丰收,功成名就,邱博士也没有一刻忘记过自己的祖国。当得知中国农科院招聘海外一级科研岗位人员的消息时,邱博士毅然决然的放弃美国多年积累的一切,不顾上司的挽留和家人的劝阻,回国了。
逆水行舟,不进则退
“学如逆水行舟,不进则退,研究方面更应如是。”邱博士这样告诉记者,在攀登科学这座高峰时,他从未退缩,从不放弃。在过敏性反应蛋白和植物与微生物互作的研究中,他独创了一套蛋白质及克隆制品的生物活性评价体系和模式识别技术体系。利用这些独特的体系,从多种微生物真菌中如葡萄孢属、交链孢属、稻瘟菌、青霉菌、黄曲霉菌、纹枯病菌和赤霉菌等已筛选获得具有抗病防虫蛋白重要性状的微生物菌株。该项研究的技术创新点为发掘具有中国自主知识产权的微生物蛋白质药物奠定了坚实的基础。
邱博士一直坚持着在植物免疫技术方面的研究,他发现从微生物真菌中分离可以获得具有诱导植物免疫抗病的热稳定蛋白质制品,该微生物蛋白质通过诱导或激活植物自身免疫抗性、激发植物的生长代谢;当植物受到激活蛋白的诱导时,植物对病害的免疫抗病的代谢途径被激发而产生具有抗菌活性的水杨酸和茉莉酸等对病菌抗性的物质,从而使植物获得对病菌的免疫抗性,提高植物对病菌的抗病能力。
正所谓“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。就这样,邱博士一头扎进了植物免疫蛋白的相关研究中,一干就是八个年头。上天总是眷顾愿意坚持的人,通过不断的努力,邱博士带领研究团队筛选了弱致病性病原真菌,获得了能高效提高植物免疫的极细链格孢菌株,菌株经发酵,细胞破损并分离纯而得到热稳定蛋白,通过高效蛋白生产加工工艺,配制成了6%寡糖链蛋白可湿性粉剂——阿泰灵。阿泰灵可抑制病毒基因表达,控制病毒繁殖,还能通过细胞活化作用,修复受害植株损伤,促根壮苗。同时,它可激发植物体内基因表达,产生具有抗病作用的几丁酶、葡聚糖酶及PR蛋白等,诱导植物产生多重防御反应,提高自身的抗病能力,起到抗病防虫作用。
2014年5月,由邱博士团队研发的全球首个植物免疫蛋白质生物农药阿泰灵(“6%寡糖•链蛋白可湿性粉剂”)成功走向市场,由于产品的良好效果和高效性能,收到了广大农户的喜欢和应用。截至2015年12月,该产品销量已达350多吨,销售额达7000多万元。目前,阿泰灵广泛使用在水稻,小麦,玉米,柑橘,及蔬菜等作物上,推广使用面积逾600万亩。田间应用证明,该药剂对水稻条纹叶枯病的防治效果可达70%,对番茄黄化曲叶病毒病的防治效果达到80%;且阿泰灵对烟草花叶病毒和柑橘黄龙病的防效令人称赞。
食品安全,不容小觑
农民过度依赖化学农药直接导致了几个严重的后果,包括病虫害的抗药性,增加了防治病虫害的难度;农产品农药残留量过高,影响食品安全,危害人畜健康;破坏生态平衡,使病原物再增猖狂;造成了环境的污染等。
邱博士认为,随着消费者对食品安全的要求越来越高,食品安全成为公众关注的热点,生物农药作为农业可持续发展和绿色食品生产不可或缺的生产资料,现已广泛接受并应用于农业生产。避免农药残留污染、提高食品安全品质已成为农产品健康可持续发展的关键,而使用生物农药能够有效解决当前日益严重的食品安全问题。但是需要注意的是,按照我国的农药管理条例,要完成一种全新农药的登记,一般需要十年左右的时间,大多数农药生产厂家对所需要的资金及如此漫长的周期望而却步,且很多厂家急于求成,不愿意承担风险,而仿制见效快的化学农药,重复投资重复建设,致使有毒有害的化学农药仍然存在,加上使用者对生物农药的生态性和持效性重视不够,使用生物农药后不能立竿见影等因素,大多数人还是选择化学农药。因此,需要一个宣传的推广过程,让大家来认识它、了解它。此外,生物农药的研究工作者需要抓住时机,尽快研制出适合市场需要的生物农药来。
邱博士说:“我们推广生物农药的使用,但也不是不需要化学农药,在化学农药中也有一些低毒的化学农药,我希望在今后的农业生产中,使用者可以根据需要适当的选用一些生物农药和低毒的化学农药,交叉使用,我相信经过大家的努力,生物农药会和化学农药一样,成为农药市场的重要组成,共同为安全绿色农业生产作贡献!”
成立联盟,共谋生物农药发展之路
科技部、财政部、教育部、国务院国资委、中华全国总工会、国家开发银行关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见(国科发政〔2008〕770号)中提出:深入贯彻落实党的十七大和全国科技大会精神,实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系,加快提升产业技术创新能力。各行业的代表单位和企业牵头组织申请,国家科技部负责此项工作,由此形成了一个以提升产业技术创新能力为目标,以企业的发展需求和各方共同利益为基础,联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的技术创新合作组织——生物农药与生物防治产业技术创新战略联盟。
谈起联盟建设的初衷,邱博士颇为感慨:“前几年,生物农药一直处于叫好不叫座的尴尬地位,生物控制的效果是一个长期生态平衡的过程,生物防治对植物病虫害不要求除净杀绝,而是通过生物的相互制约使病虫害控制在一个安全阈值环境中,这是问题的一个方面;另外,我们使用的部分生物农药大多是活体生物,其对环境的要求也比较高,有的生物农药要求在一定的温度、湿度和光照条件下才具有较好的生物活性,这样也限制了生物农药的使用。还有一个重要的问题是生物农药生产的工艺落后、技术重视不足以及产品后加工技术缺乏研究,导致产品成本高、稳定性差,从而制约了生物农药产业化发展”。建立产业联盟体系,凝聚主创力量,增强产业联合。紧紧围绕“粮食安全、食品安全、生态环境安全”三大主题,组织联盟成员企业和相关大学及科研院所围绕生物农药产业发展中的瓶颈问题联合攻关;联盟内部开放使用已有的技术平台,组成基础研究、产品中试、产品工业化生产和大规模生产示范应用的完整产业链的创新体系。促进联盟成员之间的资源共享和互惠互利,提升联盟成员的群体竞争力。聚集产品资源、技术资源、人才资源,带动和促进产业技术进步,推动产业结构调整和优化升级,创造互利共赢共同发展的新局面。
(本刊编辑部 赵利利)