绿色农药是防治病、虫、草等有害生物，保障粮食安全重要“武器”。根据联合国粮农组织测算，使用农药平均每年可挽回 30%～40%粮食损失。然而，现有农药的长期不合理使用导致抗性和生态环境问题。根据《中国农业绿色发展报告 2020》，2020 年我国主要粮食作物农药利用率达 40.6%，但仍有 59.4%农药扩散到土壤和大气中，导致生态环境污染。鉴于此，提高绿色农药的研发及创制是解决上述问题的有效途径，也对保障粮食安全具有十分重要意义。 

随着大数据的积累和数据分析技术的进步，计算信息技术为农药的发现、应用和管理作出了巨大贡献。近年来，农药信息学方法已成功应用于农药靶标识别、活性成分设计和环境影响评价等农药研究与开发各个阶段。本文将重点介绍关于农药信息学在线平台的构建及其在农药研发中应用。基于农药靶标识别、候选农药设计和环境影响评估，构建了一个用于新农药研发的一站式在线平台。该平台系统性整合了农药信息学相关的工具和方法，可通过 http://chemyang.ccnu.edu.cn/ccb/database/PIP/获取。在此基础上，我们介绍了该平台在农药研发中的应用，并深入探讨了农药抗性管理和环境风险评估等农药信息学未来研究方向。 

鉴于健康及生态环境问题，研发高效、低毒、环境友好的绿色农药势在必行。创制绿色农药也是推进绿色兴农、农药减量增效必由之路。作为农业化学领域具有发展潜力的新方法，农药信息学可用于解析实验数据，指导设计新型优质绿色农药，同时也有助于农药残留和风险管理。农药信息学方法已成功应用于农药靶标识别、活性成分设计和环境影响评价等农药研究与开发各个阶段。农药信息学在高效、低毒、环境友好绿色农药研究开发中具有重要作用。农药信息学方法的应用研究，在推进农药研究与开发，实现农药行业绿色转型过程具有现实意义。

图 1 可用于农药靶标识别的农药信息学工具 

图 2 可用于农药活性成分设计的农药信息学工具 

图 3 可用于农药环境影响评价的农药信息学工具 

致力于方便使用，并减少使用方法学习时间，开发了综合性一站式平台(http://chemyang.ccnu.edu.cn/ccb/database/PIP/)。该平台主要围绕农药靶标识别、活性成分设计和环境影响评价等阶段，包括上述各类农药信息学方法及工具(图 4)。对于每个工具，提供了有关资源类型的标签、功能关键词和简要介绍、访问链接和来源文献。实验室开发的网络工具访问统计表明这些方法在全球范围内都很流行(图 5)，中国(54.56%)、美国(18.40%) 和德国(4.84%)是该开发网络工具排名前三用户。平台还收集了农药靶标识别、活性成分设计、环境风险评价等方面的实验资源。这些信息包括实验简介、实验方案、指南等，例如农药对蚊子和日本果园蜂(Osmiacornifrons) 毒性测试方案，关于农药和有毒物质的美国环境保护署试验指南。这些信息有助于指导农药发现、应用和管理的实验。 

                  图 4 一站式在线平台：集合了可用的农药信息学方法，提供了详细的介绍和对这些方法的直接访问 

农药信息学应用于设计有效和安全的农药仍然面临挑战。

首先，已知的农药靶标非常有限。在基因组和蛋白质组数据的驱动下，农药信息学促进了对生物体基因功能的研究，为新型农药的合适靶标提供信息，靶标识别将是绿色农药发现的主题；

其次，农药的作用方式模糊且不精确。农药的滥用会导致对农药的敏感性降低，从而导致预防失败。阐明农药与靶标之间的相互作用并设计具有新颖作用方式的新农药可以为克服农药抗性提供解决方案，超越单靶标农药的多靶标位点农药的设计是有用的，更积极主动地使用抗性诊断应有助于农药抗性管理。一种选择是预测农药靶标的抗性突变，检测抗性突变可以预测抗性群体，并可以防止抗性群体的出现；

最后，农药对非靶标物种和环境造成有害影响，必须采取必要措施监测农药的使用。开发农药最佳使用及其影响的预测模型将有助于监测和控制农药的有害影响，农药信息学做出了很大贡献，但仍有很长的路要走。在农药信息学进步的推动下，更多的农药设计平台正在建立，这将为未来提供新型绿色农药。

作者：陈东雨 1，梅龙灿 2，王 玮 1，郝格非 1,2，杨光富 2 (1.贵州大学 绿色农药全国重点实验室，绿色农药与农业生物工程教育部重点实验室，精细化工研 究开发中心，贵阳 550025；2.华中师范大学 绿色农药全国重点实验室，武汉 430079)