植物免疫激活蛋白实验田
■本报见习记者 王庆
“以前，人们在防治农作物病虫害时，关注的是‘害虫死没死’，但现在越来越多的农民开始更加关心‘作物健不健康’。”最近，经常在一线和农户打交道的中国农业科学院植物保护研究所副所长邱德文发现了这一观念的悄然转变。
科学家们发现，人类和动物可以对某些疾病具有免疫能力，从而研制出了疫苗，以此保障身体健康。
那么，能不能开发出针对植物的疫苗来促进农作物健康？
经过多年的研究和实验，邱德文便是国内外少数实现这一目标的学者之一。他和他的团队研发的植物免疫激活蛋白已在国内成功应用，在保障农作物健康特别是增产方面起到了显著作用，正在成为促进农业生产的新利器。
植物疫苗：国内外站在同一起跑线上
植物疫苗，对农户来说可能还是个新鲜事物。但是对植物抗病能力的发现可以追溯到100多年前，当时人们就观察到植物可产生对一些病害的抵抗能力。
上世纪50年代，Kuc等人通过一系列实验，成功证明了在外界因子作用下，植物能产生诱导抗性，从而抵抗病原菌入侵，抑制病原微生物生长，使植物免生病害或减轻病害，并提出了植物免疫这一概念。
上个世纪70年代以来，分子生物学和分子遗传学技术的发展和应用，使植物免疫学研究不断获得突破，尤其是近10年来有许多新的进展。
进入到本世纪以来，Nature、Science等杂志的多篇科研论文证实，植物确实具有免疫力。
在此基础上，科学家们希望能够研制出植物疫苗。邱德文研发的“植物免疫激活蛋白”便是其中的重要品种之一。
据中国农业科学院生物防治研究所前所长杨怀文向《中国科学报》记者回忆，2002年左右，农科院面向全球招聘人才，刚刚在前一年获得美国环境保护委员会“美国总统绿色化学挑战奖”的邱德文作为“中国农科院首批一级岗位杰出人才”被引进国内。
美国授予邱德文上述奖项，正是因为其有关研究促进了全球第一个植物免疫激活蛋白生物农药的诞生。在奖状上可以看到这样的评价：“A Green Chemistry Revolution in Plant Production and Food Safety.”（一场食品安全与植物生产中的绿色化学革命。）
邱德文介绍，激活蛋白的抗病原理是：激活蛋白可以作用于植物叶表面的细胞膜受体蛋白，当膜受体蛋白接收激活蛋白的信号后，通过植物体内的一系列信号传导，激活与抗病性相关的代谢途径，产生具有抗菌活性的水杨酸和茉莉酸等物质，使植物自身获得对病菌的免疫抗性。
回国后，邱德文继续从事植物免疫激活蛋白的开发和产业化研究。
杨怀文表示，我国不少科研领域落后于发达国家，大多在追赶国际先进水平，而在植物疫苗方面，我国已有一支分布在科研单位、大专院校的科研队伍，和发达国家几乎同时起步，无论是机理还是疫苗制剂的研究，都在国际同一起跑线上。
邱德文一直希望自己的研究可以让农作物更加健康，结出安全、口感好、营养丰富的果实。如今，他对植物疫苗的研发也终于开始结出累累硕果。
是农药，也是肥料
那么，这一生物农药领域的“硕果”都有哪些特点？
植物疫苗不同于传统的杀菌剂，邱德文对《中国科学报》记者表示，它们不直接作用于病原菌，而是通过激发植物自身的免疫反应，使其获得系统抗性，对病害产生广谱抗性，从而起到抗病增产的作用。
“一方面可以起到激活植物免疫抗性、减少或减轻植物病害的作用，减少化学农药的使用量，另一方面还可以增加叶绿素含量、促进植物根系生长，起到肥料的作用，提高农业产量。”邱德文说。
实际应用证实了上述判断：激活蛋白初试产品性能稳定，便于规模化生产，产品无毒、无残留。可用于植物的拌种、浸种、浇根和叶面喷施。经对40多种植物的室内盆栽和田间实验表明，对病虫害的防治效果为40%~80%，提高作物产量10%~20%。
在众多有关应用研究的报道中，激活蛋白具有苗期促生根、营养期促生长、生殖期促结果和防病抗虫的作用。
激活蛋白现已进行规模化生产，在北京、河北、河南、山东、广西等地进行了烟草、柑橘、草莓、桃、葡萄、白菜、水稻等作物田间试验示范推广10万亩以上，对多种植物病害综合防效可达60%~70%，增产10%以上，同时能显著提高农产品品质和商品价格。
丹东方绿有机产业有限公司董事长秦玉元告诉《中国科学报》记者，使用植物免疫激活蛋白之后，蓝莓产量增加了25%，草莓增产不低于10%。
此外，邱德文的研究成果还获得了第三届北京发明创新大赛金奖。
施药观念正在转变
植物免疫激活蛋白生产商普绿通（北京）生物科技有限公司技术总监马培华近两年都奔忙于全国各地，给农民讲课，介绍激活蛋白的特点和使用方法，并通过小规模实验向农民证实其效果。
她发现，农民的施药观念正在发生变化：“以前农民基本都是见到虫子才打药，而现在开始注意提前预防。人体接种疫苗的有效体验也让他们不难接受植物疫苗。”
秦玉元表示，当时他虽然并不了解植物免疫激活蛋白到底是怎么一回事，但他知道，年老体弱的母亲在医院打过丙种球蛋白之后，身体素质有了明显改善。这让他愿意选择尝试植物疫苗这种新事物。
河北农大众邦生物工程公司业务经理郭秀清表示，某农户在甜瓜作物上将激活蛋白和抗菌剂联合使用了一次之后，当年就再没使用其他农药，效果却出人意料的好，引来其他农户纷纷前来参观。
尽管已经取得了上述成果，作为激活蛋白研发和产业化的关键人物，邱德文却显得非常冷静和客观：“使用激活蛋白只是农作物增产的手段之一，并不意味着可以完全替代其他农药。就好像人打了疫苗之后，碰到预防不了的疾病照样得吃药。但打疫苗肯定对提高免疫力很有帮助。”
接下来，他将致力于研发出对不同作物、不同品种更有针对性的植物疫苗，把植物疫苗做得更好。
谈到目前面临的困难，邱德文表示，由于植物疫苗属于新事物，国家农药登记有关规定中尚无适于植物疫苗的登记类别，暂时只能按植物生长调节剂等类别来登记，这在一定程度上影响了其推广应用。
他希望国家能够根据植物疫苗的特点，出台新版农药登记规定，以促进植物疫苗产业发展。
《中国科学报》 (2012-07-03 B1 生物周刊)
