責任編輯:方琳 來源:Agropages (世界農化網) 日期:2011-08-31
追溯植保新分子的發展歷程,那些現代有機合成的早期產物如DDT和鹵代烴之類就可滿足植保要求,但是隨著技術的發展,一些較易發現和合成的化合物逐漸早已被開發出來,發現和合成一個新分子變得愈發困難。雪上加霜的是,大大增大了研發投資的成本,一個產品從研發到面市的花費在2000年為1.84億美元,而到了2008年,這個費用上升到了2.56億美元,更艱難的是,往往從14萬個待選化合物中才能找到一個合適的新分子,而且還要經過上百次效力和安全性檢測才能最終投入市場。此外轉基因作物開始盛行以來,人們對化學控蟲產品的需求銳減,而種子性狀產品開始盛行其道,在過去的五年內,這類產品的銷售額上升了 16.6%。
好在一些頂尖的農化公司,如先正達,拜耳,巴斯夫,杜邦和陶氏仍舊為研發植保新分子樂此不疲地投入著數千萬美元以保證自己的研發能力,它們也的確可以研發出能夠轟動一時的產品,如除草劑,殺蟲劑,殺菌劑等,只是數量遠遠不不及以前而已。
除草劑:缺乏新機制下尋找“抗性”市場
史上也沒有什么其它因素能像轉基因作物這樣影響到除草劑產品的發展, 因為有了除草劑,再也用不著鋤頭來人工除草的新方式的確大大改變了種植業,但是耐除草劑轉基因技術推廣給種植業的影響則更迅速,對于那些銷售非草甘膦的公司來說,和草甘膦產品的競爭無疑是一個噩夢!然而草甘膦的好景并不長,經過十多年的大量使用之后,這個產品因為抗性雜草的出現而風光不再。那些往日視草甘膦為救命稻草的不得不使用具備不同除草機理的產品來應對草害抗性問題。
雖然科學家共發現了22個除草劑作用機制,但是近來20年卻未開發出任何一個新機制,這導致了雜草對很多常見的除草劑產生了抗性,莧菜藤子就是一個極好的例子,它對五種不同類型的除草劑均產生了抗性,并且在美國中西部的玉米和大豆田中肆虐,而人們卻拿它似乎無能為力。
因此一些公司也因此開始從草害抗性上尋找商機,去年在美國成功亮相的除草劑Kixor,使巴斯夫公司成功地在這個領域挖到第一桶金。很多公司在上世紀九十年代起中斷了除草劑的研究,巴斯夫公司雖然研發上起步稍晚,但因為堅持了下來,最終得到了回報Kixor屬于苯并異噻唑類除草劑,通過抑制前原卟啉 IX氧化酶來影響闊葉草類的葉綠素合成,這類產品的作用機制其實并不新穎,早先已經有類似產品得到過應用。巴斯夫公司作出的改動是對苯并異噻唑上的一個側鏈進行修飾,使得產品對草類葉面有了更強的粘附能力,增強側鏈的親脂性使得它能更好地和目標連接。Kixor可以良好地控制闊葉草類,還能控除部分其它草類,然而它最大的價值在于能控除那些對草甘膦產生抗性的雜草。它在種植前使用,這個步驟通常叫做“燒毀”,而農民們早已經習慣于在開始生長的作物上使用草甘膦了,這種方式可以殺滅隱藏在莊稼行間的雜草,巴斯夫的研發線上同樣有著相關的轉基因作物,如對一些老舊產品,如麥草畏,咪唑啉酮類產品具備抗性的性狀產品。
陶氏同樣也想在“抗性”市場上分一杯羹,它把目標投在了一個老舊產品——2,4-D上,開始進行相關性狀轉基因產品的開發。先正達和拜耳作物科學也開始進行了耐硝草酮大豆以及其它耐羥苯基丙酮酸雙氧化酶HPPD抑制劑轉基因作物的開發。
除了以上進展,包括先正達,拜耳,巴斯夫,杜邦和陶氏在內的幾大巨頭所公開的研發計劃中,除草劑產品寥寥無幾,陶氏只有兩個除草劑處于開發中,先正達也只有另一個HPPD型產品bicyclopyrone處于研發中,據稱能控除玉米和甜菜中的闊葉草和牧場害草。今年拜耳也將推出用于去除諸如水果,堅果和橄欖等特殊作物中闊葉雜草的Indaziflam,據稱它通過抑制纖維素合來除去害草。
新技術對研發的幫助也尚未可知。雖然巴斯夫的Kixor中結構上側鏈的革新是組合化學和計算機對特定類型分子模型優化相結合的成功范例,此外,基因組學和代謝組學在新害蟲防控機制的研發中被寄予厚望,但是理論和實踐往往是兩碼事,草類適應土壤和天氣狀況,并且賴以生長的生理技能并不能簡單地用計算機模型予以模擬,那些頑固草害早已變得滴水不漏,很難找到攻擊它們的弱點,因此需要將化學,生物學,農學的諸多經驗結合起來才有希望戰勝它們。
(未完待續……)