地区：上海市 宝山区
关键词：上海交通大学;上海农乐生物制品股份有限公司;全国农业技术推广服务中心;上海市农业技术推广服务中心;上海市农业科学院
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002471
成果描述：
| 该项目属生物农药领域。中国具有十四亿人口，民以食为天，主要粮食作物水稻和小麦年均种植面积依次为4.52亿亩次和3.54亿亩，水稻纹枯病和小麦赤霉病常年频发，引发大幅减产，年损失稻谷200多亿斤、小麦150亿斤，赤霉病菌分泌的毒素还严重威胁人体健康。沿用40年之久的主要防治药剂分别是井冈霉素和多菌灵，除了耐药性的问题外，前者已于2003年在欧盟禁用，后者不能有效控制赤霉病菌毒素分泌。为保障粮食安全生产，中国急需创制新的绿色农药，这是事关民生的重大课题。项目组经过20年攻关，创制了能够替代井冈霉素和多菌灵，有效防治纹枯病、赤霉病等病害的微生物源新农药吩嗪类杀菌剂。主要技术创新如下：1、突破禁区，利用具有促生拮抗双重功能的根际源铜绿假单胞菌制备生物农药。运用创制的“两步法”菌种筛选技术，从农作物根际获得铜绿假单胞菌株M18。通过M18菌株与临床源铜绿假单胞菌株全基因组比对，揭示了M18菌株基因组在长期环境选择压力下，基因岛和原噬菌体适应根际土壤环境的特征。它具有双重功能：既能大量生产吩嗪类杀菌剂，广谱抑制农作物病原菌，又能促进植物生长，突破了传统认为铜绿假单胞菌株仅仅是人畜条件致病菌的概念禁区。选用M18菌株为制备杀菌剂的出发菌株，为后期研发工作奠定了坚实基础。2、构建高效生产吩嗪类杀菌剂的“细胞工厂”。项目组揭示了该菌株中吩嗪-1-羧酸合成基因簇(phz)表达、信号转递及其产物的调控机制，运用基因无缝拼接、插入失活和扩增基因拷贝等技术，系统地改造M18菌株，稳定地激活phz表达，建成高效生产吩嗪类杀菌剂的“细胞工厂”。发酵效价比出发菌株提高100倍，达到10g/L左右，高于传统报道的10倍以上。3、创制节能减排的生产新工艺。①提取：研制生化萃取新技术，取代喷雾干燥，能耗降低40%；②剂型：开发环保型水悬浮剂，淘汰二甲苯等有害溶剂；③减排：用发酵废渣生产生物肥料，废水再利用，实现清洁生产。项目组攻克上述关键技术，研发出高效、安全、环境友好和廉价的绿色农药申嗪霉素。1%申嗪霉素悬浮剂的主要优势：①有效成分用量1克/亩，对水稻纹枯病的防效达70-80%，相当于井冈霉素6克/亩的防治效果；②不易产生耐药性，对环境友好，在作物和土壤中残留期仅10天左右；③生产成本接近或低于井冈霉素。项目组获得国家发明专利4项，美国专利1项，发表SCI收录论文63篇。2011年，申嗪霉素作为世界首创生物新农药在中国获得登记，列入农业部“十二五”期间全国推广产品，多年来，在上海、江苏、浙江、安徽、湖南等十个省市的水稻产区进行大规模示范推广。近3年来，累计销售额达3.13亿元人民币，防治水稻纹枯病、小麦赤霉病和瓜菜枯萎性病害的面积累计达1.04亿亩次，挽回病害经济损失约人民币234亿元。经教育部专家组鉴定：“微生物源农药申嗪霉素的研制是一项具有自主知识产权的原创性成果，尤其在申嗪霉素的产生菌的发现、育种、改造及产业化研究方面，处于国际领先水平”。 |
