11月21日，在第三十九屆中國(guó)植保信息交流暨農(nóng)藥械交易會(huì)主題活動(dòng)環(huán)節(jié)，中國(guó)工程院院士、貴州大學(xué)校長(zhǎng)宋寶安分享了《我國(guó)農(nóng)藥科技創(chuàng)新與綠色發(fā)展》報(bào)告，圍繞綠色農(nóng)藥產(chǎn)品、生物農(nóng)藥、納米農(nóng)藥、RNA農(nóng)藥的創(chuàng)新研究展開(kāi)詳細(xì)分享，并提出了下一步綠色農(nóng)藥創(chuàng)新的五大重點(diǎn)方向，為我國(guó)農(nóng)藥行業(yè)未來(lái)發(fā)展指明路徑。

綠色農(nóng)藥創(chuàng)新：

戰(zhàn)略意義凸顯，三重挑戰(zhàn)待破局

宋寶安院士在報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，創(chuàng)制綠色農(nóng)藥是推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心方向，而研發(fā)原創(chuàng)性靶標(biāo)與綠色農(nóng)藥產(chǎn)品，更是建設(shè)農(nóng)業(yè)科技強(qiáng)國(guó)、筑牢糧食安全防線的戰(zhàn)略舉措。從國(guó)際對(duì)比來(lái)看，聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）2023 年數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)農(nóng)藥單位面積用量排名第 93 位，處于全球相對(duì)較低水平，同時(shí)我國(guó)病蟲(chóng)害綜合防治與綠色防控技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，為綠色農(nóng)藥推廣奠定了良好基礎(chǔ)。

盡管優(yōu)勢(shì)顯著，我國(guó)農(nóng)業(yè)重大有害生物綠色防控仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：

其一，我國(guó)約40%的農(nóng)藥品種具有高環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)已經(jīng)基本完成了對(duì)哺乳動(dòng)物高毒農(nóng)藥品種的禁限用，但噻蟲(chóng)嗪、烯啶蟲(chóng)胺、吡蟲(chóng)啉、百菌清、甲基托布津等高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥，在我國(guó)仍然是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主打產(chǎn)品，亟需替代。

其二，50%以上傳統(tǒng)品種具有中高抗性風(fēng)險(xiǎn)。二化螟對(duì)傳統(tǒng)藥劑抗性高達(dá)2000倍；小菜蛾對(duì)氯蟲(chóng)苯甲酰胺抗性高達(dá)8000倍；稗草對(duì)五氟磺草胺的抗性超過(guò)100倍。這些傳統(tǒng)藥劑多數(shù)仍然是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主打產(chǎn)品，亟需替代。

其三，化學(xué)農(nóng)藥依存度超過(guò)90%。我國(guó)市場(chǎng)上的主流農(nóng)藥品種毒死蜱、草甘膦、乙酰甲胺磷、吡蟲(chóng)啉、噻蟲(chóng)嗪等農(nóng)藥品種使用已達(dá)數(shù)十年，抗性問(wèn)題突出導(dǎo)致用量不斷加大，亟待開(kāi)發(fā)替代型生物農(nóng)藥，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

宋寶安院士指出，綠色農(nóng)藥創(chuàng)新需優(yōu)先解決 “有效性、安全性、抗性替代” 三大核心問(wèn)題，而原創(chuàng)性分子靶標(biāo)與分子結(jié)構(gòu)在降低農(nóng)藥抗性、引領(lǐng) “重磅炸彈式” 新農(nóng)藥發(fā)現(xiàn)中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

生物農(nóng)藥：

市場(chǎng)增長(zhǎng)迅猛，關(guān)鍵短板待補(bǔ)齊

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，生物農(nóng)藥已成為綠色農(nóng)藥的重要增長(zhǎng)極。數(shù)據(jù)顯示，2020 年全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 43 億美元，2022 年快速增長(zhǎng)至 95 億美元，預(yù)計(jì) 2027 年將進(jìn)一步攀升至 167.5 億美元，市場(chǎng)潛力巨大。

在我國(guó)，近年來(lái)綠色農(nóng)藥登記持續(xù)向低毒、高效、環(huán)保方向傾斜，生物農(nóng)藥登記占比已居主導(dǎo)地位。2020 年以來(lái)，我國(guó)生物農(nóng)藥創(chuàng)新不僅實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品持續(xù)涌現(xiàn)，更突破多項(xiàng)顛覆性關(guān)鍵核心技術(shù)。但宋寶安院士也指出，我國(guó)生物農(nóng)藥發(fā)展仍存在短板：基礎(chǔ)理論層面的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題尚未完全破解，產(chǎn)品研發(fā)階段的關(guān)鍵共性技術(shù)有待深化，商業(yè)化應(yīng)用環(huán)節(jié)的推廣體系仍需完善，這些問(wèn)題亟待行業(yè)協(xié)同突破。

納米農(nóng)藥：

多場(chǎng)景應(yīng)用顯效，六大挑戰(zhàn)制約推廣

作為綠色農(nóng)藥的創(chuàng)新前沿，納米農(nóng)藥的研究與應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外均取得顯著進(jìn)展。國(guó)際上，納米農(nóng)藥研究聚焦農(nóng)藥納米載體系統(tǒng)、納米材料提升農(nóng)藥利用率、智能響應(yīng)型納米農(nóng)藥系統(tǒng)、多功能納米農(nóng)藥系統(tǒng)及環(huán)境友好型納米農(nóng)藥；國(guó)內(nèi)研究則重點(diǎn)開(kāi)發(fā)多載體類(lèi)型納米農(nóng)藥、環(huán)境友好型納米農(nóng)藥與多功能納米農(nóng)藥，并已在全國(guó)多地開(kāi)展試驗(yàn)推廣，覆蓋蔬菜、水果、水稻、小麥等多種作物。

實(shí)踐表明，納米農(nóng)藥具備綠色、減量、穩(wěn)定、安全、便捷等突出特點(diǎn)，吸引眾多企業(yè)投身研發(fā)與推廣。但宋寶安院士同時(shí)指出，納米農(nóng)藥發(fā)展仍面臨六大挑戰(zhàn)：

第一，毒理學(xué)安全性評(píng)估不完善。對(duì)納米農(nóng)藥潛在的環(huán)境毒性和毒理學(xué)研究相對(duì)較少，尤其是在環(huán)境中如何降解、累積和遷移方面的研究不足。

第二，生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜。納米農(nóng)藥的生產(chǎn)涉及復(fù)雜的合成和加工技術(shù)，研究成果還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，尚未解決如何轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)。

第三，法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)滯后。對(duì)納米農(nóng)藥的監(jiān)管政策尚不完善，特別是在環(huán)境安全評(píng)估、毒性檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)化方面缺乏具體指導(dǎo)，限制商業(yè)化推廣。

第四，環(huán)境影響和納米材料的積累問(wèn)題。納米材料在環(huán)境中的行為尚未得到充分評(píng)估。特別是在水體、土壤等生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化和累積研究不足。

第五，技術(shù)推廣和農(nóng)民認(rèn)知不足。納米農(nóng)藥的推廣應(yīng)用面臨著技術(shù)復(fù)雜性和用戶認(rèn)知不足的雙重挑戰(zhàn)，應(yīng)用要求更精準(zhǔn)的設(shè)備和施藥技術(shù)。

第六，納米材料的標(biāo)準(zhǔn)化與功能一致性。納米材料標(biāo)淮化（尺寸、形狀和表面特性）方面還存在技術(shù)難點(diǎn)，生產(chǎn)設(shè)備和工藝水平的差異影響實(shí)際使用效果。

針對(duì)這些挑戰(zhàn)，宋寶安院士提出納米農(nóng)藥未來(lái)三大發(fā)展方向：一是推進(jìn)精準(zhǔn)施藥，通過(guò)納米技術(shù)提升農(nóng)藥靶向性和農(nóng)藥利用率，結(jié)合傳感器與智能設(shè)備助力智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展；二是研發(fā)綠色環(huán)保材料，聚焦可降解、無(wú)毒型材料，減少環(huán)境積累；三是構(gòu)建多功能協(xié)同防治系統(tǒng)，整合殺蟲(chóng)、殺菌與植物健康管理功能，提升綜合防治效果。

RNA 農(nóng)藥：

四大挑戰(zhàn)待突破

RNA 農(nóng)藥因具有高效、特異、環(huán)境友好等特性，被業(yè)界譽(yù)為 “農(nóng)藥史上第三次革命”，成為全球農(nóng)藥創(chuàng)新的焦點(diǎn)領(lǐng)域。但宋寶安院士指出，我國(guó) RNA 農(nóng)藥創(chuàng)新仍面臨四大關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

其一，RNA 設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)依賴性受限。RNA 分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)易阻礙小 RNA（sRNA）與靶標(biāo) mRNA 的特異性結(jié)合，同時(shí)納米載體裝載 sRNA 的核心特征尚未完全解析，直接導(dǎo)致遞送效率難以提升，成為技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。

其二，大規(guī)模生產(chǎn)存在技術(shù)瓶頸。目前雖可通過(guò)微生物發(fā)酵實(shí)現(xiàn)雙鏈 RNA（dsRNA）的低成本生產(chǎn)，但合成過(guò)程缺乏精準(zhǔn)調(diào)控手段，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量不穩(wěn)定、純度難以達(dá)標(biāo)，無(wú)法滿足規(guī)模化應(yīng)用需求。

其三，遞送系統(tǒng)的生物安全性不明。納米載體的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)特征尚未明確界定，其在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律缺乏系統(tǒng)研究；同時(shí)，天然遞送系統(tǒng)的長(zhǎng)期生態(tài)影響也需開(kāi)展全面評(píng)估。

其四，監(jiān)管與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的不確定性。全球范圍內(nèi)針對(duì)納米 RNA 農(nóng)藥的監(jiān)管框架尚未統(tǒng)一：美國(guó)將其歸類(lèi)為生化農(nóng)藥，澳大利亞明確其非轉(zhuǎn)基因（GMO）屬性，歐盟則按傳統(tǒng)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管。

綠色農(nóng)藥創(chuàng)新發(fā)展五大重點(diǎn)

為推動(dòng)我國(guó)農(nóng)藥科技創(chuàng)新與綠色發(fā)展，宋寶安院士在報(bào)告中明確提出下一步綠色農(nóng)藥創(chuàng)新的五大重點(diǎn)方向，為行業(yè)發(fā)展指明路徑。

重點(diǎn)1：智能驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向生物農(nóng)藥發(fā)現(xiàn)。生物農(nóng)藥創(chuàng)制具有鮮明的特殊性、復(fù)雜性、系統(tǒng)交叉性，我國(guó)生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)一個(gè)政策強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)、技術(shù)深度融合、市場(chǎng)高速增長(zhǎng)的發(fā)展期。在原創(chuàng)性靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、工程菌株/RNA農(nóng)藥創(chuàng)制、合成生物學(xué)等核心技術(shù)取得關(guān)鍵突破，實(shí)現(xiàn)從提供產(chǎn)品到作物重大全程解決方案。同時(shí)，通過(guò)AI挖掘新型酶，改造關(guān)鍵酶，解析關(guān)鍵代謝途徑，助力生物農(nóng)藥異源合成。

重點(diǎn)2：RNA生物農(nóng)藥創(chuàng)制及產(chǎn)業(yè)化。主要包括靶標(biāo)基因智能挖掘與RNA農(nóng)藥設(shè)計(jì)，規(guī)模化dsRNA生產(chǎn)技術(shù)，RNA類(lèi)農(nóng)藥綠色合成與智能遞送技術(shù)，以及安全評(píng)估與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用體系構(gòu)建。

重點(diǎn)3：智能驅(qū)動(dòng)原創(chuàng)分子骨架發(fā)現(xiàn)。通過(guò)整合藥效團(tuán)連接碎片篩選、片段虛擬生長(zhǎng)、分子骨架設(shè)計(jì)等技術(shù)，構(gòu)建快速、智能、精準(zhǔn)的綠色農(nóng)藥分子設(shè)計(jì)技術(shù)體系，提升農(nóng)藥活性分子設(shè)計(jì)的效率。

重點(diǎn)4：比較基因組學(xué)的原創(chuàng)性靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)。針對(duì)農(nóng)業(yè)有害生物，利用生物信息學(xué)和人工智能算法等技術(shù)，構(gòu)建“關(guān)鍵基因網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)通路和必需基因”三層次的潛在分子靶標(biāo)挖掘與驗(yàn)證體系，開(kāi)展農(nóng)藥原創(chuàng)分子靶標(biāo)的驗(yàn)證工作。

重點(diǎn)5：殘留效應(yīng)與環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。利用人工智能、替代毒理學(xué)等技術(shù)，開(kāi)發(fā)農(nóng)藥原位快速檢測(cè)方法，構(gòu)建農(nóng)藥殘留效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、農(nóng)藥殘留毒理學(xué)評(píng)估新模型。研究農(nóng)藥和代謝物對(duì)作物、非靶標(biāo)生物和環(huán)境基質(zhì)的生態(tài)毒性效應(yīng)及其機(jī)制，加快形成和發(fā)展農(nóng)藥新質(zhì)生產(chǎn)力。