9月28日,农业农村部农药风险监测与创新应用公共研发平台启用暨首届靶向农药科技创新交流会在南京国家农创中心成功举办。会上,农业农村部农药风险监测与创新应用公共研发平台正式启用。

据悉,该平台由南京国家农创中心与南京农业大学周明国教授团队共同运营,面积1800平米,设备投资2230万元,具备生物学实验室、有机合成实验室、制剂加工实验室等功能间,以及核磁共振波谱仪、液相质谱联用仪、定量PCR仪等72台仪器设备,重点聚焦农药残留、抗药性与作物药害等监测与评价、安全与科学用药等方向开展关键技术攻关。

高产优质的现代农业生产方式,伴随着病虫草害日益加重,农药成为农业有害生物应急防控不可或缺的生产资料。随着安全高效的选择性农药大量使用,抗药性时常造成防控失效,已经成为我们急需解决的重大生产问题,现代农业可持续高质量发展需要不断提供可治理抗药性的安全高效的选择性新农药。
南京农业大学周明国教授介绍说,选择性农药的分子靶标发现及其安全高效的抑制剂创制是农药科技创新面临的世界难题。传统的农药创制方法,大约需要花费2亿美元,历时10年,从合成的16万个化合物中才能筛选到一个可以进入市场应用的农药,农药创制工作量大、效率低、成本高。周明国根据近年他们团队在国际上率先发现的马达蛋白类多个杀菌剂新靶标和率先解析了植物和植物病原真菌药敏性分子靶标结构,探明药-靶相互作用的分子特征等这些前沿基础理论研究突破,提出基于分子靶标蛋白结构和化学生物学基础理论,融合前沿分子生物学、化学和人工智能技术及团队掌握的分子互作研究经验,探索农药靶向创制新路径,开辟靶向农药产业发展新赛道。农药创制从新靶标发现、结构解析、分子设计、合成筛选、安全性与有效性评估、至产业化和推广应用,涉及学科多、产业链长、科技前沿性强、投入大、周期长、风险高,依赖科研院所和企业独立开展新农药创制存在着许多理论和技术障碍,往往创制效率低,风险大。周明国提出靶向农药,共创共享的合作新思路,依据科学理论的共享性和技术专利的专属性,与多学科专家交流科技发展思想和农药创新思路,与农药产业链涉及的部门、专家、企业、用户等各界合作,加快农药风险监测技术和应用技术创新及其技术产业化步伐,实现政、企、产、学、研合作的真正落地。2021年,周明国专家团队成立了南京义诺特靶向农药研究院,探索利用市场机制开展农药科技创新的政、企、产、学、研合作新模式。公司针对发现的肌球蛋白、跨膜马达蛋白及其他选择性新靶标及其结构特征,对靶设计和合成,筛选出高于肌球蛋白模式抑制剂50倍活性的新型选择性肌球蛋白广谱抑制剂,以及发现了安全性好、室内测定活性高于常用杀菌剂10~1000倍的多种新型广谱抗菌化合物。其中YNT-T43化合物在0.1μg/mL浓度下处理,对多种重要植物病原真菌的孢子萌发抑制率达到90%~95%。初步试验田间试验表明,YNT-T43化合物每亩用12.5~25克,对水稻细菌性条斑病和葡萄霜霉病表现了极好的防治效果,而且与现有的杀菌剂没有交互抗性。新型氧甾醇结合蛋白抑制剂,YNT-P8和YNT-P15抑制重要植物病原卵菌生长发育50%的有效剂量仅需0.0001~0.0005μg/mL,田间试验每亩用药1.5~3克对马铃薯晚疫病、黄瓜霜霉病、奶白菜白锈病等的防治效果远远好于常用药剂亩用25—65克的效果。周明国高兴地说,我们的初步研发成果在农药发展史上首次证明针对分子靶标结构创制靶向农药是可行的,能够大幅度提高新农药的创制效率和创制水平。
据悉,周明国团队将坚持农业农村部农药风险监测与创新应用公共研发平台的开放性和公共性,高效高质量运行好该平台,为政府、农药企业和农业生产提供新农药创制、农药风险监测与评估及农药安全高效应用提供新技术和研发服务,以科学理论突破引领农药创新发展方向,以共创共享的市场机制构建农药产业科技创新合作平台,以技术专利创新回报为动力,推动现代农药产业高质量发展,改变我国新农药创制落后和产业发展低水平内卷的局面,突破抗药性治理的卡脖子技术障碍,解决农药使用过程中容易失效、造成残留和环境污染等的重大问题。
周明国表示,党的二十大和二十届三中全会已经吹响了发展新质生产力和科技创新的号角,自己仍有培养年轻科学家的责任,带领大家为开创安全高效的靶向农药创制新局面,为我国农业生产可持续高质量绿色发展提供靶向农药新的尖端武器做出新贡献。
核心团队:南京农业大学杀菌剂生物学团队
首席专家:周明国,南京农业大学钟山学者特聘教授,博士生导师,农药学和植物病害防控专家,国家有突出贡献专家,国务院特殊津贴专家。中国农药发展与应用协会杀菌剂专委会主任委员,国际植病学会病害综合防控专委会理事。曾任中国植物病理学会副理事长、化学防治专业委员会主任委员、国家重点基础研究发展计划(973)咨询专家等学术职务。
团队现有成员9人(在职教授4人、副教授2人、辅助人员3人):入选国家和省部级人才6人次。长期研究杀菌剂生物学基础理论、抗性及作物安全性风险监测和创新应用技术研发,先后在Nature、PNAS、PLoS Pathogens等期刊发表论文400多篇,SCI论文数在杀菌剂领域列个人和团队世界第1位(Web of Science),获评2021-23年“中国高被引学者”(爱思唯尔)。获授权国家发明专利48件、国际专利8件,且大多已实现转化和应用,获江苏省专利发明人奖。获国家科技进步二等奖3项(第1单位2项、第2单位1项)、第十三届光华工程科技奖。
重要科研成果与产业贡献
1、基于杀菌剂抗性发生和发展机制研究,研发了杀菌剂抗性早期预警与综合防控技术攻克了杀菌剂抗性预警的卡脖子技术,开发了一系列具有国际先进水平的杀菌剂抗性高通量检测和早期预警技术,以及综合防控技术。这些技术在小麦、水稻、果蔬等作物上的推广应用,有效遏制了抗药性重大病害的爆发和蔓延。2、发明和推广了重大抗药性病害防控及科学用药技术
研发的超高效浸种灵(二硫氰基甲烷)等10多种新型杀菌剂在全国推广应用20余年,高效控制了机插及寒地水稻栽培旱育秧技术引发的恶苗病和干尖线虫病及土传病害的爆发危害,延缓了重要农作物病原菌抗药性发展。创制并大面积推广应用的世界首个肌球蛋白抑制剂,有效控制了我国抗药性严重的小麦赤霉病的流行危害,大幅度降低了真菌毒素对农产品的污染水平。
基于杀菌剂毒理学机制研究,率先发现了三唑酮拌种和唑类杀菌剂喷施存在的隐形药害及机制,以及苯并咪唑类和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂因不当使用而增加的真菌毒素对农产品的污染等,开展了大量科学用药技术培训,及时制止了因杀菌剂不当使用而有可能导致的更大危害。
3、开拓性地研究了药-靶互作毒理学,实现了减药降毒新型杀菌剂产业化
发现了井冈霉素靶标——海藻糖酶调控真菌致病毒素和麦角甾醇生物合成,研发了井冈霉素与麦角甾醇生物合成抑制剂系列组合用药新技术,在8~15 g/亩的施用剂量下,其对小麦赤霉病、锈病和白粉病的防效可达92%以上,降低镰孢菌DON毒素污染80%以上,减少农药用量50%~80%。
4、突破了杀菌剂靶标发现及药靶结构解析卡脖子技术,率先提出和实施发展靶向杀菌剂的新理念继140年的杀菌剂史上发现了20多个分子靶标之后,突破了新靶标发现的技术瓶颈,报道了beta2-微管蛋白、肌球蛋白-5、丝束蛋白、PMA1蛋白和二氢乳清酸脱氢酶等5个新靶标及其药敏性位点,前3个靶标已被FRAC国际组织列为“骨架蛋白和马达蛋白”新类别。突破了植物和丝状真菌中含量极低的药靶蛋白研究技术障碍,在杀菌剂史上首次解析了植物免疫激活剂受体蛋白MYC3-CMIDJAZ10复合体和小麦赤霉病菌Myo5-化合物复合体晶体结构,首次提出基于同一靶标创制没有交互抗性的靶向杀菌剂新观点,丰富了药靶互作新认知。率先针对靶标蛋白药敏性结构,创制出多种安全性好、活性高的选择性抗菌化合物。其中新型肌球蛋白抑制剂每公顷使用75 g可以高效防控小麦赤霉病、水稻稻瘟病和苹果炭疽病;分子骨架全新的PMA1抑制剂对多种细菌、卵菌和真菌病害具有广谱、高效防控作用;选择性极强的哌啶类新型抗菌化合物完全抑制卵菌生长的浓度低于0.1 μg/mL,为靶向杀菌剂创新发展做出了里程碑式贡献。

南京义诺特靶向农药研究院简介
南京义诺特靶向农药研究院是基于南京农业大学杀菌剂生物学研究团队提出的“靶向农药”新概念的背景下,由南京南农农药科技发展有限公司与南京拓格生物科技中心(有限合伙)共同投资,于2021年8月19日在南京国家农创中心成立的一家从事靶向农药创制研发与产业化相关技术研究与推广的研究机构。该研究机构建设有农药分子靶标挖掘与解析、靶向小分子农药创制、靶向核酸农药创制、靶向农药增效剂创制、靶向生物农药创制、基因编辑与种质创新、农药研发技术服务、抗药性风险评估与治理技术研发等8个功能实验室及试验基地。
“义诺特”为英文“innovator”的谐音,“innovator”意为创新者,并分别代表创新者的重信义、守承诺、有特色。英文绿色,代表生命,其中“i”的点和“v”用作物叶片代替,表示服务于农业,“v”中黄色叶片代表丰收,灰黑色中文代表大地,结合起来寓意:本公司根植大地,从事保护植物,服务农业,保障丰收,是一家绿色靶向农业化学创新性公司的内涵。“义诺特”于2022年5月28日获得了国家知识产权局的商标注册授权。